2019年02月25日 | 量子计算公司的梦想：去计算机没有到过的地方

20世纪两个重大科学突破——计算机科学和量子物理学，为了实现量子计算技术的巨大飞跃，它们正在进行一场角逐。众多量子计算公司为了分一杯羹都在摩拳擦掌。

量子计算机有可能成为21世纪伟大的科学突破之一。虽然这项技术仍处于早期阶段，但进展迅速。企业、政府、机构和大学都将其列为优先研究对象并投入了数十亿美元。

这个想法是由诺贝尔奖得主、物理学家理查德·费曼在1982年提出的。专家们设想，量子计算机可以执行超级计算机无法处理的任务。未来的某一天它将变革医药制造，使人工智能更强大，提高国防能力，提供更好的天气模型和更低的能源成本，以及其他我们无法想象的东西。

“这是一种完全不同的计算方式，可以说是一个机器怪兽，它是上个世纪计算领域最显著的进步。”IBM量子计算项目副总裁鲍勃·苏特(Bob Sutor)说。"它让我们有机会重新审视我们所取得的成就"。IBM是最早的量子计算公司之一，早在1973年就开始研究这项技术。2016年，它推出了首批上市的几款量子计算机中的第一款。

“制造量子计算机的进展超乎任何人的想象，”Sutor说到。

什么是量子运算机？

量子计算公司面临着巨大的挑战。量子计算机是在一种有悖常理和异乎寻常的环境机制下运行，这种状态就像电子和光子这样的亚原子粒子似乎存在于多个状态中。

为何量子计算有着如此令人着迷？

如今PC处理数据是在一个线性序列中,数据编码成二进制的1或0。但量子位（或称“qubit”），可以同时表示1和0。

量子数可以同时存在于这两个状态之中，使多个计算能够同时被处理。大致理解为你能够同时阅读图书馆里的每一本书，而不是一次读一本。

量子计算可以执行看似不可能的计算，并在眨眼间提供数千种替代方案。

终有一天，量子计算机可以解决当今传统系统要处理的过于复杂和指数性质的问题。

今年1月初，IBM推出了最新的量子计算机——IBM Q System One。虽然此款计算机未能面向发售，但经过授权的用户可以通过Q Experience platform免费访问该系统。自2016年5月以来IBM统计，包括科学家和学者在内的超过10万名用户已经开展了超过670万次实验，其中多数是化学和材料科学领域。

投资策略

对量子计算技术感兴趣的投资者不太会在股市上找到纯粹的量子计算公司去砸钱。但许多大型科技公司正在开发量子计算技术。除了IBM以外，包括微软(Microsoft)、Alphabet (google)、英特尔(Intel)和洛克希德马丁(Lockheed Martin)以及中国科技巨头阿里巴巴(Alibaba)、百度和腾讯控股也对这项技术进行了大量投资。

这并不仅限于技术导向型公司。华尔街经纪商高盛(Goldman Sachs)和摩根大通(JPMorgan Chase)也在研究这项技术。在未来，量子计算可以帮助我们寻找新的方法来为金融数据建模，并将投资风险最小化，还可以通过考虑每只股票可能发生的情况为投资选择最佳股票组合，例如一篮子货币。

许多量子计算公司都得到了大量风险投资的支持。他们能会成为未来首次公开募股(IPO)的候选人。比如：加州伯克利的Rigetti Computing和加拿大的D-Wave Systems。

总部在温哥华的D-Wave公司已经收到了超过2.2亿美元的资助。投资者包括高盛集团，贝索斯探险公司，管理亚马逊公司首席执行官杰夫·贝索斯和风险投资公司DFJ的投资。洛克希德马丁、谷歌和美国宇航局都是它的客户。

D-Wave技术被用在研究金融投资组合中、为新型药物的开发寻找候选人以及研究基因组和粒子物理。除此之外，大众汽车(VWAGY)已经使用D-Wave系统来帮助他们设计下一代电池，以及解决棘手的交通状况和客流分析。

Rigetti Computing已获得来自Andreessen Horowitz在内的风险投资公司超过1.19亿美元的资金。

量子计算的混沌状态

虽然这些新设备功能强大，但维护费用也很高。量子计算机对噪音、温度、震动和电磁波高度敏感，任何外界干扰都可能导致量子状态崩溃。

这些挑剔的设备必须在比外太空更冷的温度下运行。它们通常会进入混沌状态，需要在大约100微秒的计算之后进行重置。

“关于量子计算一些报道有炒作嫌疑”，南加州大学量子信息科学与技术中心主任Daniel Lidar说到。“从学术上来说，它是革命性的，但它对计算机世界的影响还远远不够，你可能会听到它将如何彻底改变从医学到制造业等一切事物的神话。”尽管如此，Lidar对量子计算的潜力还是很有信心的。“我们正在努力实现量子计算的所有与应用可能，但就应用程序的发展而言，它很可能还是一个相当小众的市场。”

尽管如此，这些机器可以对以前只能在实验室中完成的事情进行研究。比如：化学用途和特殊材料领域。

终极目标

在未来我们要最终实现一些专家所说的“量子至上”的终极目标。终有一天，当量子计算机进入稳定状态的情况下，它将会解决当今最强大的超级计算机无法处理的事情。那么，量子计算需要多就才能实现这种至高无上的目标呢？乐观估计应该在3-10年。

但他们先要克服必要的挑战：量子计算机中的量子位元（qubits）越多，就越容易出错。Lidar说道：“如果无法抑制容错率，量子计算就无法超越经典计算机。”

发展阶段

2017年11月，IBM发布了当时最大的50量子位的计算机。2018年3月，谷歌推出了72量子位系统Bristlecone。Bristlecone将被用作量子位技术实验对象，进行包括量子模拟、优化和机器学习的实验，谷歌正在与美国国家航空航天局进行大力合作促使这个项目的成功。“我们乐观并且谨慎的认为，Bristlecone有能力实现量子计算的终极目标，”谷歌在引言中写道。

微软也在进行多个量子计算项目。最近，他们与14家不同的量子计算软件初创公司建立了合作关系。微软、谷歌和IBM都发布了开源软件工具，帮助程序员熟悉量子硬件编写程序。

量子技术在网络安全和通信、雷达、成像、导航和隐身技术等领域具有国家安全级别的影响。一旦有更强大的量子计算机出现，当今最好的加密方法将面临危险。虽然这项技术可能会在20多年后才出现，但现在已经引起了广泛关注。

政府所扮演的角色

这也就不足为奇美国,英国、俄罗斯、中国和其他国家都在量子计算技术上砸出数十亿美元的投资。无论是谁处于领先地位，在经济和安全上都将会获得无可比拟的优势。

美国总统特朗普于12月底签署了“国家量子倡议法”。它将提供超过12亿美元的支出用于协调量子计算机的研究和开发工作。量子计算的重要性让冰火关系的两党罕见的达成了一致。

德克萨斯州共和党众议员Lamar Smith在讲话中说道：“掌握了量子技术的国家将彻底改变传统的计算系统。量子计算对我们的经济和国家安全起着至关重要的作用。” Lamar Smith是众议院这项法案的共同提案人之一，该法案以348票对11票获得通过。

即美国之后，欧盟已启动了一项11亿美元的量子研究计划。中国投资110亿美元开发了一个量子技术实验室。该项目将于2020年开放，建成之后将成为量子研究的最大设施之一。

摘自——[FOOL]