量子計算機商業(yè)化前景逐漸明朗

　　量子計算機的商業(yè)化前景正在逐漸明朗。谷歌和IBM在量子計算機領(lǐng)域的角逐將進一步推動量子計算在人工智能等方面的應(yīng)用。

　　IBM的雄心

　　IBM近日宣布了量子計算機的商業(yè)化方案，希望更多研究人員能夠使用其在線量子計算系統(tǒng)。這臺量子計算機位于紐約，去年5月開始投入運行。未來，這臺量子計算機有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮用途，比如發(fā)現(xiàn)新材料和新藥物，以及讓人工智能變得更強大。

　　已經(jīng)有超過4萬用戶使用了IBM的這臺量子計算機，并在上面運行過27.5萬個實驗。IBM科學(xué)家JerryChow博士表示：“雖然這臺計算機目前的功能和普通的筆記本電腦好像沒有區(qū)別，但是這僅僅是量子計算機的第一步。”他還表示，近一年來的實驗旨在建立一個用戶的生態(tài)系統(tǒng)，以根據(jù)用戶數(shù)據(jù)來確立將來如何定義軟件以及擴大用戶群體。

　　量子計算利用疊加的機制，使得量子比特同時能夠處于“0”或者“1”。而量子計算通過量子糾纏，讓比特可以互相影響介入，創(chuàng)造出更多不同的狀態(tài)?，F(xiàn)在IBM的計算能力已經(jīng)能夠達到20量子比特，比最初的5量子比特有了大幅提升。

　　IBM系統(tǒng)高級副總裁TomRosamilia表示：“傳統(tǒng)計算機的能力仍在不斷進步提升，能夠加固目前商業(yè)和社會的方方面面，但是很多問題已經(jīng)是傳統(tǒng)計算機無法解決的，為了創(chuàng)造更為復(fù)雜和深度的知識體系，我們需要量子計算機。”

　　美國薩里大學(xué)計算機教授AlanWoodward是IBM量子計算機的使用者之一，他認為該計算機非常有前景。Woodward表示：“雖然目前量子計算機的功能還有很大限制，但是它能讓我們很多人獲取量子計算的實際經(jīng)驗。”

　　對計算能力需求的擴展和增加也是量子計算機商業(yè)化的重要基礎(chǔ)。量子計算在特定的算法上擁有巨大潛力，尤其是在計算速度的提升方面。

　　兩大巨頭的爭奪

　　不過相比IBM的量子計算機，谷歌的DWave被更多科學(xué)家看好。中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院副研究員張文卓表示：“實現(xiàn)量子計算的物理方案有很多種，互相競爭，IBM和谷歌的系統(tǒng)不一樣，使用離子阱方案，無法擴展到很大，相比之下谷歌使用的是超導(dǎo)電路方案，原則上可以無限制擴展，這樣看來，谷歌投的方案前景更大。”

　　3月3日，谷歌量子AI實驗室三名科學(xué)家MasoudMohseni、PeterRead和HartmutNeven在《自然》雜志上發(fā)表文章指出：“量子計算領(lǐng)域即將迎來歷史性的里程碑——量子至上(quantumsupermacy)。雖然現(xiàn)在仍然不知道與應(yīng)用相關(guān)的算法是否能夠很快提升計算速度，但是只要量子計算的硬件，也就是量子計算機性能足夠強大，我們就能夠測試并且發(fā)展新的算法。”

　　根據(jù)谷歌的定義，終極量子計算機將能夠容忍噪音和錯誤，而且原則上能夠處理任何問題。理論上講，它們需要更強大的處理器，能夠包容更多的量子比特，而且為了達到糾錯功能，還需要機器冗余，不過要實現(xiàn)這樣的技術(shù)至少還要等上10年左右。

　　對于量子計算機的商業(yè)化前景，谷歌表示：“對于量子計算的保守估計，投資者預(yù)計只能在長期獲得回報。盡管如此，我們依然認為，隨著小型的量子計算機會在5年內(nèi)逐漸興起，短期的回報仍然是有可能的，雖然這些設(shè)備無法實現(xiàn)完全的糾錯功能。”

　　通常而言，一項新技術(shù)的商業(yè)化會通過三種方式：增加收入、減少成本和降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資。在數(shù)字時代，推出一項新科技的影響是會呈現(xiàn)指數(shù)級的，即使是提高1%的生產(chǎn)力，也能夠為企業(yè)創(chuàng)造出巨大的收益增長，無論是從用戶數(shù)量還是收入的角度，這就是所謂的“光環(huán)效應(yīng)”(superstareffect)。不過，這需要以差距較小的競爭、公開透明和有效的市場為基礎(chǔ)。

　　量子技術(shù)泰斗級人物、日內(nèi)瓦大學(xué)量子科學(xué)家NicolasGisin教授對第一財經(jīng)記者表示：“在量子計算機的商業(yè)化進程中，最初的采用者將會受到最大好處。受制于技術(shù)壁壘，后來進入的參與者會難以達到同樣水平的技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)。”他表示，量子算法的程序非常難寫，企業(yè)需要時間來定制新的算法。對于這種顛覆性技術(shù)敞開大門的永遠是信息密集的高度數(shù)字化的市場，而最先使用量子技術(shù)的也是對變量極度敏感的行業(yè)，比如金融服務(wù)業(yè)、健康醫(yī)療業(yè)、物流業(yè)和數(shù)據(jù)分析機構(gòu)。