量子時代不再遙遠！谷歌：量子計算機5年內商用化

量子計算機的商業化前景正在逐漸明朗。谷歌和IBM在量子計算機領域的角逐將進一步推動量子計算在人工智慧等方面的應用。

量子計算機的商業化前景正在逐漸明朗

IBM：推廣在線量子計算系統

據Quartz報道，3月6日，IBM近日宣布了量子計算機的商業化方案，希望更多研究人員能夠使用其在線量子計算系統——Quantum Experience。

用戶登錄後，能夠使用一台與去年5月開始投入運行，位於紐約T.J.Watson研究中心的5量子位的量子處理器。目前，已經有超過4萬用戶使用了IBM的這台量子計算機，並在上面運行過27.5萬個實驗。

目前，雖然IBM的這一系統不會超越傳統的計算機。然而，未來這台量子計算機有望在更多領域發揮用途，比如發現新材料和新藥物領域，以及讓人工智慧變得更強大。

傳統的計算機由一系列可以代表程序中0和1的三極體和門電路組成。如果三極體製作的足夠小，甚至小到一個原子的尺度，那麼它就會展現出迷人的量子狀態，稱為一個「量子比特」。這種量子比特可以同時處於0和1的疊加態上。

而量子計算通過量子糾纏，讓比特可以互相影響介入，創造出更多不同的狀態。現在IBM的計算能力已經能夠達到20量子比特，比最初的5量子比特有了大幅提升。

一台由量子比特構成的計算機本質上可以同時完成所有的計算過程，而不像傳統計算機那樣一個接一個地序列進行。這使得量子計算機在理論上可以遠遠快於現有的的超級計算機，並使得目前需要無數計算能力的問題得以解決。

IBM近日宣布了量子計算機的商業化方案，希望更多研究人員能夠使用其在線量子計算系統

據第一財經日報報道，IBM科學家JerryChow博士表示：「雖然這台計算機目前的功能和普通的筆記本電腦好像沒有區別，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系統，以根據用戶數據來確立將來如何定義軟體以及擴大用戶群體。

IBM系統高級副總裁TomRosamilia表示：「傳統計算機的能力仍在不斷進步提升，能夠加固目前商業和社會的方方面面，但是很多問題已經是傳統計算機無法解決的，為了創造更為複雜和深度的知識體系，我們需要量子計算機。」

美國薩里大學計算機教授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驗。」

對計算能力需求的擴展和增加也是量子計算機商業化的重要基礎。量子計算在特定的演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被更多科學家看好。中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心、中國科學技術大學上海研究院副研究員張文卓對第一財經記者表示：「實現量子計算的物理方案有很多種，互相競爭，IBM和谷歌的系統不一樣，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實驗室三名科學家MasoudMohseni、PeterRead和HartmutNeven在《自然》雜誌上發表文章指出：量子計算領域即將迎來歷史性的里程碑——量子至上（quantumsupermacy）。小型的量子計算機會在5年內逐漸興起。

為運行其量子處理器，Google使用低溫恆溫器，使溫度達到10毫開氏溫度

他們在《自然》雜誌上發文稱，雖然現在仍然不知道與應用相關的演算法是否能夠很快提升計算速度，但是只要量子計算的硬體，也就是量子計算機性能足夠強大，我們就能夠測試並且發展新的演算法。」

根據谷歌的定義，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，還需要機器冗餘，不過要實現這樣的技術至少還要等上10年左右。

對於量子計算機的商業化前景，谷歌表示：「對於量子計算的保守估計，投資者預計只能在長期獲得回報。儘管如此，我們依然認為，隨著小型的量子計算機會在5年內逐漸興起，短期的回報仍然是有可能的，雖然這些設備無法實現完全的糾錯功能。」

通常而言，一項新技術的商業化會通過三種方式：增加收入、減少成本和降低基礎設施建設投資。

在數字時代，推出一項新科技的影響是會呈現指數級的，即使是提高1%的生產力，也能夠為企業創造出巨大的收益增長，無論是從用戶數量還是收入的角度，這就是所謂的「光環效應」（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。

據華爾街見聞報道，谷歌指出了早期量子計算最可行的三個商業用途：量子模擬，量子輔助優化和量子採樣。採用這些技術，可以讓材料、金融、保健等行業從中受益。

以材料學應用為例，通過量子計算進行建模，研究人員可以從數百萬候選材料中選出更強的飛機聚合物材料，更高效的太陽能電池材料，更好的藥品或更透氣的面料。這些發現都具有巨大的商業價值。

量子技術泰斗級人物、日內瓦大學量子科學家NicolasGisin教授對第一財經記者表示：「在量子計算機的商業化進程中，最初的採用者將會受到最大好處。受制於技術壁壘，後來進入的參與者會難以達到同樣水平的技術產品和服務。」

他表示，量子演算法的程序非常難寫，企業需要時間來定製新的演算法。對於這種顛覆性技術敞開大門的永遠是信息密集的高度數字化的市場，而最先使用量子技術的也是對變數極度敏感的行業，比如金融服務業、健康醫療業、物流業和數據分析機構。?

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