3/13/2017,量子計算機(jī)的商業(yè)化前景正在逐漸明朗。谷歌和IBM在量子計算機(jī)領(lǐng)域的角逐將進(jìn)一步推動量子計算在人工智能等方面的應(yīng)用。

IBM：推廣在線量子計算系統(tǒng)

據(jù)Quartz報道，3月6日，IBM近日宣布了量子計算機(jī)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)——Quantum Experience。

用戶登錄后，能夠使用一臺與去年5月開始投入運(yùn)行，位于紐約T.J.Watson研究中心的5量子位的量子處理器。目前，已經(jīng)有超過4萬用戶使用了IBM的這臺量子計算機(jī)，并在上面運(yùn)行過27.5萬個實驗。

目前，雖然IBM的這一系統(tǒng)不會超越傳統(tǒng)的計算機(jī)。然而，未來這臺量子計算機(jī)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮用途，比如發(fā)現(xiàn)新材料和新藥物領(lǐng)域，以及讓人工智能變得更強(qiáng)大。

傳統(tǒng)的計算機(jī)由一系列可以代表程序中0和1的三極管和門電路組成。如果三極管制作的足夠小，甚至小到一個原子的尺度，那么它就會展現(xiàn)出迷人的量子狀態(tài)，稱為一個“量子比特”。這種量子比特可以同時處于0和1的疊加態(tài)上。

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)。現(xiàn)在IBM的計算能力已經(jīng)能夠達(dá)到20量子比特，比最初的5量子比特有了大幅提升。

一臺由量子比特構(gòu)成的計算機(jī)本質(zhì)上可以同時完成所有的計算過程，而不像傳統(tǒng)計算機(jī)那樣一個接一個地序列進(jìn)行。這使得量子計算機(jī)在理論上可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于現(xiàn)有的的超級計算機(jī)，并使得目前需要無數(shù)計算能力的問題得以解決。

IBM近日宣布了量子計算機(jī)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)

據(jù)第一財經(jīng)日報報道，IBM科學(xué)家JerryChow博士表示：“雖然這臺計算機(jī)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(jī)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(kuò)大用戶群體。

IBM系統(tǒng)高級副總裁TomRosamilia表示：“傳統(tǒng)計算機(jī)的能力仍在不斷進(jìn)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(jī)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(jī)�！�

美國薩里大學(xué)計算機(jī)教授AlanWoodward是IBM量子計算機(jī)的使用者之一，他認(rèn)為該計算機(jī)非常有前景。Woodward表示：“雖然目前量子計算機(jī)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(kuò)展和增加也是量子計算機(jī)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(jī)，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對第一財經(jīng)記者表示：“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(kuò)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(kuò)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）。小型的量子計算機(jī)會在5年內(nèi)逐漸興起。

為運(yùn)行其量子處理器，Google使用低溫恒溫器，使溫度達(dá)到10毫開氏溫度

他們在《自然》雜志上發(fā)文稱，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(jī)性能足夠強(qiáng)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(jī)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(qiáng)大的處理器，能夠包容更多的量子比特，而且為了達(dá)到糾錯功能，還需要機(jī)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(jī)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(rèn)為，隨著小型的量子計算機(jī)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)。

據(jù)華爾街見聞報道，谷歌指出了早期量子計算最可行的三個商業(yè)用途：量子模擬，量子輔助優(yōu)化和量子采樣。采用這些技術(shù)，可以讓材料、金融、保健等行業(yè)從中受益。

以材料學(xué)應(yīng)用為例，通過量子計算進(jìn)行建模，研究人員可以從數(shù)百萬候選材料中選出更強(qiáng)的飛機(jī)聚合物材料，更高效的太陽能電池材料，更好的藥品或更透氣的面料。這些發(fā)現(xiàn)都具有巨大的商業(yè)價值。

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(jī)的商業(yè)化進(jìn)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(jìn)入的參與者會難以達(dá)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(yuǎn)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(jī)構(gòu)。

來源觀察者網(wǎng)