毫無(wú)疑問(wèn)，量子計(jì)算的地位至關(guān)重要。
不久前，以色列發(fā)布消息，它準(zhǔn)備打造自己的量子計(jì)算機(jī)。整個(gè)項(xiàng)目投資約為6000萬(wàn)美元，它所開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)是30-40量子位（qubits）計(jì)算機(jī)。以色列創(chuàng)業(yè)局高管Aviv Zeevi直言不諱說(shuō)：“我們也想加入游戲，至少要在一定程度上有能力開(kāi)發(fā)各種量子計(jì)算機(jī)硬件和軟件。”
2019年，谷歌量子計(jì)算機(jī)取得突破，同樣的問(wèn)題，用谷歌量子計(jì)算機(jī)幾分鐘就能解決，但最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)要10000年。
科學(xué)家普遍認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)離大規(guī)模應(yīng)用還有很遠(yuǎn)的距離，中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)都在努力。以色列雖然不是大國(guó)，但它的科技實(shí)力不容小覷，國(guó)內(nèi)有一些與量子計(jì)算有關(guān)的公司，比如軟件公司Classiq、硬件軟件開(kāi)發(fā)商Quantum Machines。
當(dāng)年阿波羅11號(hào)登上月球時(shí)也用到了計(jì)算機(jī)，但今天的智能手機(jī)比它強(qiáng)大百萬(wàn)倍。量子計(jì)算機(jī)是下一站，它會(huì)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快1億倍。
量子計(jì)算創(chuàng)業(yè)公司IonQ的CEO Peter Chapman說(shuō)：“在紙筆和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間有很大差異，而量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的差距比前者還要大。為什么呢？因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)處理信息的方式完全不同，它也許可以解決人類(lèi)最難的問(wèn)題。”
傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的比特存儲(chǔ)信息時(shí)有兩種狀態(tài)，1或者0。量子計(jì)算機(jī)不一樣，它的量子位可以以1、0存在，或者以?xún)煞N狀態(tài)同時(shí)存在。所以量子計(jì)算機(jī)能處理的信息量要大得多。不過(guò)量子計(jì)算機(jī)不會(huì)取代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。
誰(shuí)在研究量子計(jì)算機(jī)
許多人認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)將會(huì)改變各產(chǎn)業(yè)，包括醫(yī)療（比如可以快速給DNA測(cè)序）、交通（精準(zhǔn)預(yù)測(cè)交通流量）、生物與進(jìn)化、癌癥治療，甚至還可以為氣候變化貢獻(xiàn)力量。照估計(jì)2030年量子計(jì)算市場(chǎng)的規(guī)模將會(huì)達(dá)到649.8億美元，2019年只有5.071億美元。
正因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)有著如此廣闊的前景，所以大型科技企業(yè)才會(huì)不惜血本投資。比如，微軟Azure推出量子工具，谷歌、亞馬遜也亦步亦趨。美國(guó)運(yùn)營(yíng)商AT&T與加州理工學(xué)院合作，團(tuán)結(jié)力量研究量子技術(shù)，目的是加速部署，讓實(shí)際應(yīng)用更快推廣。在美國(guó)還有幾家量子計(jì)算創(chuàng)業(yè)公司很有名，比如D-Wave和IonQ，前者已經(jīng)融資1.9969億美元，后者融資8400萬(wàn)美元。
在研究人員面前，首先要達(dá)到的里程碑是“量子霸權(quán)”，也就是量子計(jì)算裝置在特定測(cè)試案例中表現(xiàn)出超越所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，2019年10月谷歌聲稱(chēng)自己已經(jīng)達(dá)到，但并非人人同意。
英特爾量子硬件研究人員Jim Clarke認(rèn)為，量子霸權(quán)并不重要，量子實(shí)用才是真正目標(biāo)，也就是說(shuō)讓量子計(jì)算機(jī)改善生活，做獨(dú)特的事情。雖然量子計(jì)算技術(shù)一直在進(jìn)步，但還沒(méi)有什么顛覆性的功能出現(xiàn)。
Gartner研究人員Chirag Dekate認(rèn)為：“量子計(jì)算可能要5-10年才能真正輸出有意義的價(jià)值。”要解決的問(wèn)題還有很多，比如確保量子位在系統(tǒng)中的穩(wěn)定性。
盡管難度很高，但Forrester分析師Brian Hopkins認(rèn)為，一旦量子計(jì)算起飛，價(jià)值無(wú)可限量，所以現(xiàn)在是時(shí)候投資了。
就眼下來(lái)看，量子計(jì)算最大的挑戰(zhàn)是退相干，當(dāng)量子位受到環(huán)境影響，當(dāng)多個(gè)量子位協(xié)作時(shí)，就會(huì)受到退相干影響。因?yàn)榱孔游惶舾�，它可能�?huì)失去能力，無(wú)法運(yùn)行，最終導(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)�，F(xiàn)在許多企業(yè)都在尋找解決辦法。
另外，阻礙量子計(jì)算發(fā)展的還有一個(gè)問(wèn)題：如何管理量子系統(tǒng)？要想保持量子位穩(wěn)定，必須處在非常低的溫度中，在這種環(huán)境下人很難與計(jì)算機(jī)協(xié)同工作。
接下來(lái)我們介紹一些知名量子計(jì)算公司：
1、Atom Computing
這是一家量子計(jì)算硬件公司，它所開(kāi)發(fā)的硬件主要用于中性原子量子計(jì)算機(jī)。另外，它還開(kāi)發(fā)復(fù)雜的硬件控制系統(tǒng)，用于學(xué)術(shù)社區(qū)。
2、Xanadu
這是一家加拿大公司，它的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)人人可用、任何地方都能用的量子計(jì)算機(jī)。公司2016年成立，它想用光子硬件開(kāi)發(fā)通用量子計(jì)算機(jī)。
3、IBM
2016年，IBM將量子計(jì)算機(jī)放進(jìn)云端，開(kāi)了先河。在此之后有26萬(wàn)用戶(hù)注冊(cè)，加入這一社區(qū)。2017年IBM推出通用量子計(jì)算機(jī)合作網(wǎng)絡(luò)Q Network，許多大企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司、實(shí)驗(yàn)室、教育機(jī)構(gòu)加入，它們用IBM量子計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種任務(wù)。2023年之前，IBM將會(huì)推出1121量子位計(jì)算機(jī)。
4、ColdQuanta
ColdQuanta開(kāi)發(fā)出Quantum Core技術(shù)，它將超冷原子冷卻到絕對(duì)零度，用激活操縱、控制原子，精度極高。2020年4月，DARPA讓ColdQuanta開(kāi)發(fā)可擴(kuò)展、冷原子量子計(jì)算硬件及軟件平臺(tái)，目的是想證明量子計(jì)算機(jī)在解決真實(shí)問(wèn)題時(shí)的確有優(yōu)勢(shì)。
5、Zapata Computing
Zapata Computing幫助企業(yè)團(tuán)隊(duì)加速開(kāi)發(fā)量子解決方案和技術(shù)，它推出一套名叫Orquestra工作流平臺(tái)。
6、微軟Azure
微軟聲稱(chēng)Azure Quantum 是量子計(jì)算“一站式購(gòu)物店”，它向開(kāi)發(fā)者提供三樣?xùn)|西：一是開(kāi)放生態(tài)系統(tǒng)，里面有微軟及合作伙伴提供的各種量子計(jì)算硬件、軟件及其它產(chǎn)品；二是可擴(kuò)展安全平臺(tái)，三是讓預(yù)制應(yīng)用在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。
7、D-Wave
D-Wave成立于1999年，它聲稱(chēng)自己是第一家銷(xiāo)售商用量子計(jì)算機(jī)的公司，2011年開(kāi)始銷(xiāo)售，而且D-Wave還允許開(kāi)發(fā)者通過(guò)云方式連接到量子處理器。目前已經(jīng)有250個(gè)早期量子應(yīng)用是用D-Wave技術(shù)開(kāi)發(fā)的。
8、Strangeworks
Strangeworks是一家美國(guó)公司，位于德州Austin，它提供硬件、軟件開(kāi)發(fā)工具。Strangeworks 2018年3月才成立，它已經(jīng)推出測(cè)試軟件平臺(tái)，有140多個(gè)不同的組織使用。2021年一季度，Strangeworks將會(huì)開(kāi)放平臺(tái)，2021年晚期推出企業(yè)版本。
希望中國(guó)的量子計(jì)算研究人員也多加油哦！
原文來(lái)自彭博、BusinessInsider、Zdnet，作者虎刀，由雷科技編譯組翻譯。
