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量子计算
量子计算
量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机,其理论模型是通用图灵机;通用的量子计算机,其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看,量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题,但是从计算的效率上,由于量子力学叠加性的存在,某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。
  • 观点:太多人关注,太少人理解,这就是“量子计算”丨展卷
    如果这波热潮推动的是知识的传播和技术的飞跃,那么它是值得的;如果它助长的是资本的泡沫和资源的浪费,那我们就该保持警惕。 本文为2021年ACM计算奖得主、著名理论计算机科学家、量子计算理论学家Scott Aaronson唯一一部科普著作《量子计算公开课》的译后感。 撰文 | 张林峰 图片来自网络,侵删 我在翻译斯科特·阿伦森(Scott Aaronson)的这本书时还在读本科。当时,我发现找不到获取量子计算相关知识的好途径。在2013年冬天的北大,量子场论、弦论是物理系“大神”们的必修课,但量子计算还没有形成成熟的课程体系。于是,我在网上随手搜索关键词“量子计算公开课”,试图寻找高质量的视频课。结果,视频课没找到,却找到了这本书的翻译招募信息。于是,翻译这本书的过程变成了我的学习过程。 紧接着,威斯康辛大学的罗伯特·乔因特(Robert Joynt)教授恰好来北大访问,并开了一门质量极佳的量子计算课;在那个学期,计算机系的刘田老师开设了一门名为“理论计算机科学基础”的课。我抱着要翻译好这本书的目的,选了这几门课。 后来在2014年的夏天,我访问了麻省理工学院机械系的田天老师组。恰好,斯科特和量子计算领域另一位“重磅人物”彼得·肖尔(Peter Shor)等人当时都在麻省理工学院。因此,我得以有机会和他们讨论、学习书中的相关内容。 有趣的是,这本书还涉及不少哲学的讨论,于是,修读政治经济哲学方向的雨晗也积极参与了翻译。我们的翻译在一些地方或许有不够专业的地方,还希望读者包涵指正。 这些年,我并没有把量子计算作为自己的研究领域,但“量子计算”一词变得越来越“火”:我在最近一年读到的一些有趣的相关读物竟然来自BCG这家咨询公司;与我交流相关概念和进展的朋友竟然更多来自投资界和制药界。从这个意义上来看,这本书的中文版或许来的正是时候。 然而,我想提醒读者的是,如果这波热潮推动的是知识的传播和技术的飞跃,那么它是值得的;如果它助长的是资本的泡沫和资源的浪费,那我们就该保持警惕。 本书作者阿伦森·斯科特本人在2015年当了一回“D-Wave首席怀疑官”(Chief D-Wave Skeptic这个词最初也是我翻译的),澄清了当时D-Wave公司利用媒体炒作的某些概念。在这里,我也贸然当一回“量子计算怀疑官”,陈述自己一些不成熟的想法,特别是我觉得需要特别警惕的事情。 量子计算绝对是天才们施展才华的领域,它给我们提供了极佳的问题设定。 图片来自网络,侵删 这些设定既与现实息息相关,又大多尚未成为现实,因此,它需要伟大的洞见和难以预测的灵光一闪。但是,我在2016年考虑自己的博士研究方向时,却很难将它作为我深入研究的方向——我选择了一条“曲线”道路,一边干点别的事情,一边等着别人把量子硬件搞定。不得不承认,在翻译斯科特的书之后,我对量子复杂度失去了兴趣。当时的我认为,人们对量子复杂度的研究已经到了一定阶段,如果没有真正的量子硬件,相关研究再往后就会像弦论一样,得靠“脑洞”了。而我不觉得我在这方面的“脑洞”足够有趣(当然,这不代表我否定斯科特,甚至爱德华·威滕的品味)。我也没有选择做量子硬件的道路,因为我对此了解得太少。我觉得,不妨基于已有的基础发展解决现实问题的算法。 于是我来到普林斯顿,从师分属应用数学与分子模拟领域的两位“集大成者”鄂维南与罗伯托·卡尔(Roberto Car)。跟随两位导师,我渐渐收敛到机器学习辅助分子模拟的各项课题中来。有趣的是,2020年,我与合作者们在当时最大的超级计算机Summit上第一次实现了第一性原理精度上亿原子的分子动力学模拟,得到了高性能计算领域最高奖“Gordon Bell奖”——我算是站在了用经典计算求解量子世界的一个小小的高峰上。进一步,随着对高性能计算的逐渐深入,我对经典硬件有了越来越多的理解,并愈发庆幸自己当初没有选择量子计算。 在我看来,这几年补补经典世界的课、在经典世界搞点突破,这一策略至少是“不亏”的。再过几年,等到量子世界大门真正打开的时候,这些经验将是有用的。 最近,我看到不少鼓吹用量子计算做药物、材料设计的文章,仿佛这已经是一个触手可及的未来。我对此深表顾虑。 首先,在这个问题上,量子计算尚未显现相比于经典计算的优势。 有一种说法是,药物、材料的微观基础都是电子问题,它们天然是量子的,所以量子计算一定更适合解这类问题。我一直对此深表困惑。量子比特和电子虽然都是量子的,但电子是连续空间的费米子,电子问题并不能直接映射到我们现在设想的量子电路上。 经典算法的困难在于满足交换反对称性质的函数的表示和逼近,现有的量子方案不像能从本质上更好地解决这个问题;更不必说,这里面的可扩展性和多尺度问题是更麻烦的问题。我想不出,也没看到任何量子方案能带来本质的“加速”——要知道,药物、材料相关的实际问题体系往往动辄数万、数十万原子。这里还涉及动力学和采样的问题,量子计算该如何加速原子体系的牛顿动力学和电子体系的量子动力学?即便量子算法在一些问题上有算法上的优势,它想成为商业上有竞争力的解决方案,还有很长的路要走。 图片来自网络,侵删 试想,在经典计算机诞生后,机器学习、人工智能这些概念“火”了不只一次。但直到经典算力和算法井喷式发展的今天,机器学习才真正迎来了极广泛的用武之地。我们尚未看到量子计算在一个具有实际意义的问题上显示优越性。甚至,谷歌声称的“量子霸权”可能也还差那么点儿意思。我非常建议有兴趣的读者可以关注一下中科院理论物理所张潘老师组的工作(https://arxiv.org/abs/2103.03074)及后续进展,我在此就不做过多讨论了。 我从来没有否认相关突破的可能性,也没有否定相关研究的意思——我的不少好朋友都是相关工作的主力。我想提醒读者的是时间尺度和预期的问题。那些在“不懂”的前提下就热捧量子计算的人,或许会因为预期过高而在五六年后迎来第一次“大规模失望”。而量子计算在商业上迈出的“一小步”,或许恰恰要等上5到10年。这一小步或许是一些NISQ算法(例如见https://arxiv.org/abs/1801.00862)以云服务的形式解决问题。但这里,我不确定这些问题需要带来多大收益,才值得投入相应的成本;或许早期愿意为之付费的都是一些以科研为目的的机器使用者。而那真正的“一大步”,现在还不太有眉目。等到真有眉目的时候,也得再等数年或数十年去解决实际问题。因此,我很担心在这个过程中,有些人会给彼此的预期疯狂地加杠杆。 2020年4月,当我看到《现代物理评论》(Review of Modern Physics)发表了一篇名为“量子计算化学”(Quantum Computational Chemistry)的文章时,我略感失望。我本以为《现代物理评论》是最严肃的物理期刊,上面都是功成名就的人展望某个领域的发展。而“量子计算化学”这个领域看起来甚至还没好好地开始,相关内容就匆匆被发表。并且,那篇文章没有解决我所理解的“计算化学”中的任何难点问题。我还看到不少学界和业界的研究机构,以及一些初创公司,把量子计算、量子通信、量子化学和量子退火等概念混淆了,这样做是无益于该领域发展的。 这里有一个问题,我说了不少自己“跑路”的原因,但是,谁该“留下”来造那些量子硬件呢?我想,必须是那些想象力无比丰富,同时又务实到极致的“疯子”。 或许,世界上已经有这样一群人或者几群人了。声称要做这件事的人是不是拥有相应的气质,还是很容易看出来的。我想加入的是另一类“疯子”的阵营:他们想尽办法用经典硬件——甚至软硬件协同设计的方式——去解决量子问题,以及材料和药物设计中的所有算法问题。我甚至与小伙伴们创立了一家名为“深势科技”的公司来推动这些事情的发展。我们得先为经典硬件说话,把基于经典硬件的物理模型、科学计算和机器学习都做到极致。等这一天真的到来时,或许量子硬件差不多就被造出来了,我们就能更进一步。如果到时候量子硬件还没被造出来,我估计我自己就会跑去造了。或许,这就是我为自己设想的通往量子计算的道路。 最近,因为这本书中文版的出版,我重新联系了斯科特,并告诉他我最近的进展。 我问:“你觉得,何时是我重返量子计算的最佳时机?我确实看见,这方面有了突飞猛进的发展,包括谷歌的‘量子霸权’和关于量子计算化学的若干提议。但我依旧觉得现在不是最佳时机,因为一台真正的、有相当能力解决实际问题的量子计算机还没有出现。但它什么时候才会来呢?” 他答道:“……我只想继续保持观望态度——无论那些企业在自家的营销材料中怎么说(哈哈),量子计算显然还没有准备好应用于材料和药物设计。如果有人成功地构建了容错量子比特,那显然是开始关注的大好时机。一个更难的问题是,人们能否在‘没有’完全容错的情况下,找到一种有实际用途的量子模拟应用方向?我不知道,但人们肯定会在接下来的十年里不断尝试。”这个答案或许已经足够中肯了。 以上就是我在近期的一些思考。读者在阅读这本书时,或许感受到更多的是一些有趣的、跳跃性的思考。我只有一个建议:不用抱有太多“实用”的目的。 在翻译这本书的过程中,我和雨晗得到了大量的帮助。时隔多年,我们很难跟所有帮助过我的人一一表达谢意。我们的翻译还有很多不成熟之处,我们会再去勘误,并收集更多的意见。在这一过程中,我们也会联系那些帮助过我们的人,并希望以后有机会专门感谢他们。 张林峰,写于2021年6月26日 本文经授权转载自微信公众号“图灵教育”。 原文章作者:返朴,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-12
    最后回复 皎痕认 2021-7-12 01:14
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  • 2021WAIC|首次聚焦量子信息领域 科学家说:量子计算无法完全取代经典计算机
    中国芯片能否弯道超车?量子计算主流技术路径的优缺点各有哪些?2021世界人工智能大会前沿论坛之一的“量子计算与光子芯片论坛”8日在上海举行。这是世界人工智能大会四年来首次聚焦量子信息领域,吸引众多学术界、产业界、投资界人士参与,共同探讨解决我国信息产业“缺芯少魂”这一“卡脖子”难题,为推进量子信息技术应用落地贡献中国智慧、中国方案。 后摩尔时代,全世界的科学家们都在寻找新的计算体系和架构来突破算力瓶颈,量子计算就是一种比较成熟的理论体系,国外高科技企业如谷歌、IBM、微软、英特尔等在量子计算技术方面投入了大量资源,在推动量子计算技术由基础研究向工程化发展迈进方面取得了显著的成效。我国在量子技术领域的布局、研究方面,也走在了世界的前列,华为、腾讯、百度等产业巨头纷纷成立量子实验室和研究院,研究和探索量子计算技术在相关领域和行业中的应用。那么,量子计算机什么时候会取代经典计算机? 壁仞科技创始人、董事长、CEO张文认为,加速计算是人类永恒的追求,计算工具的革新、加速计算能力的提升催生了生产效率的飞跃,前沿科技的进展越来越依赖加速计算的技术提升,“在经典计算机难以有效计算的领域,量子计算机有望提供超强算力,但目前量子计算无法完全取代经典计算机,实际上,90%以上的场景,依旧需要使用传统芯片,量子芯片可能去解决的是最高端的芯片需求,所以,解决“卡脖子”的问题还需要靠传统芯片。同时,在实用性、成本和软件上,量子计算机也依然存在瓶颈,需进一步提升量子比特数和量子纠错能力,量子计算机才有成功商用的可能,量子计算中短期可能的商业化途径是云化和输出专用算力。” 视频加载中... 张文直言,人工智能目前对人们生活的影响,远远不如IT和移动互联网所带来的影响大,但这并不意味着是人工智能不行,而是因为人工智能依旧在寻找突破点,“而量子计算在这条道路上将更艰难,到目前为止还没找到一个像样的商业化应用”,张文如是说,他认为,量子纠错成本也是很大的问题,以及如果没有软件生态的支持,也很难去帮助量子计算发展。据了解,壁仞科技将推出新的量子计算模拟加速库,高效探索新的量子算法和量子电路架构设计,采用GPU作为模拟量子计算的标准设备,并探索采用大规模互连方式提升量子比特的操纵数量。 华为量子计算软件与算法首席科学家翁文康在演讲中也指出,量子计算将带来指数级增长的计算空间,1块指甲大小的超导处理器可以带有50+量子比特(100纳米),超越所有经典计算机的记忆体容量。翁文康认为,大概率来看,量子计算机短期内并不会取代经典计算机。在量子系统仿真、量子化学、组合优化、机器学习等领域的“专用”量子计算机预计成熟期 为3至5年,而在大数分解、数据库搜索、量子动力学、量子人工智能等领域“通用”量子计算机预计成熟期可能需要10年,甚至更久。 文、图、视频:广州日报·新花城记者:陈庆辉、周裕妩 原文章作者:广州日报,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-12
    最后回复 则断 2021-7-12 00:21
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  • 图灵量子创始人交大教授金贤敏:量子计算产业化时代基本到来
    澎湃新闻见习记者 刘航 “IDC预测说,2027年量子计算市场可以达100亿美元,还有一些更乐观的预测,这说明产业化时代基本到来了。”7月8日,在2021世界人工智能大会“量子计算与光子芯片论坛”上,图灵量子创始人、上海交通大学集成量子信息技术研究中心主任金贤敏演讲称,“包括腾讯和华为这样的大厂都已经进入了这个领域,并在软硬件方面开始了早期投入。从全球初创公司的角度来看,量子计算在国外也发展得如火如荼,而且他们开始的时间比我们还要早5到10年。” 金贤敏是上海交通大学长聘教授 (Tenured Professor),博士生导师,曙光学者、上海青年科技英才、唐立新优秀学者奖、上海科技启明星获得者,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室学术带头人。 “光刻机(用于芯片制造)经过长时间迭代和演化形成了扎实而复杂的技术,从物理的层面来看,当这条发展线路达到单原子的级别就会终结。我们就会问:计算能力是否就此停止了?”金贤敏表示,一个预测说在后摩尔时代,光量子计算、光子计算、光学人工智能甚至DNA计算这种新架构的计算体系会使算力继续提升成为可能,而他所做的研究正与光量子、光学人工智能相关。 金贤敏认为,无论是量子通信、量子传感还是量子计算,芯片——这种底层技术非常重要。 “我在2010年加入英国牛津大学团队,这是国际上最早开展光量子芯片研究的两个团队之一。我们自2013年在Science上发表国际上第一个玻色取样计算后,发表了大量成果。但是我将其描述为困境,为什么是困境?” 金贤敏表示,“因为我们大部分工作都基于一个芯片而完成,而我们的合作伙伴南安普顿一两年都没有东西给我们,于是我们的创意和思维不是我们的大脑,而是局限于手头上的芯片,这个芯片某个地方甚至是坏的。所以,在起步做光量子芯片时,从制备到设计到测试到反馈并不通畅,我们已经感受到一个巨大的隐患。” “回到交大后,我们在交大的支持下花了4年的时间把技术推进到极限。2018年,我们发布了49×49的三维集成的光子芯片,到现在为止都未被超越。将底层技术做到极限,之后它对产业和学术进行了反哺。我们明显感受到这么做非常值得。” “光子芯片就是光的版本的电芯片,只是线路里面是光信号。光的速度是30万公里每秒,光还可以出现一些干涉效应,这些属性就可以被我们利用起来去操控和处理信息。”金贤敏在接受澎湃新闻采访时表示。 根据上海交通大学官网的介绍,金贤敏在2018年制备出了世界最大规模三维集成光量子计算集成芯片,并演示了真正空间二维量子行走;同年,实现了基于机器学习的量子态分类器;制备出了首个轨道角动量波导光子芯片;基于三维光子集成芯片实现了快速到达量子加速算法。 金贤敏介绍称,2018年后,他们开始布局铌酸锂薄膜(LNOI)光子芯片,结合这种光子芯片体系,他们能够同时涵盖三维和可编程的芯片的能力。目前,他们是唯一具有“光子芯片+量子计算+光子计算+光学AI”技术的团队。 金贤敏表示,学者经常在学校、科研机构里做一些阳春白雪、非常艰难而顶级的事情,如何与产业需求对接?这是比较重要的。量子计算希望往前发展必须要这样做,进入市场。 金贤敏表示,他们正在做量子计算的产品解决方案,在各种计算内核与工程技术的痛点之间建立桥梁,“这是一个比较重要的事情。我们目前总共大概是80人,但是有超过1/3的人在做应用对接的工作。” “我们在光量子芯片的调控、满足量子计算需求上面基本做到了极致,因为量子计算是对单光子进行调控,它对损耗和精度要求都非常极致。这种极致的技术可能会满足其他方面的需求,比如可以在光学人工智能和其他的相关领域进行‘降维打击’和应用,或者说‘杀鸡用牛刀’。” 在演讲的最后,他说:“我觉得我们满足于现在的计算能力,比如手机、笔记本电脑都很强大了,但是我们还是无法接受,在我们退休或者我们的孩子退休时,我们的计算水平和设施还是现在的水平。算力的提升可能是无止境的,也许我们正处在一个人类计算能力真正爆发的前列。” 责任编辑:李跃群 校对:刘威 原文章作者:澎湃新闻,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 峰帷 2021-7-11 23:23
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  • 是什么让量子计算如此难以解释?
    Scott Aaronson InfoQ 作者 | Scott Aaronson 译者 | Sambodhi 策划 | 刘燕 直到我们开始讨论这些计算机的潜在应用,才需要理解它们背后的物理原理。 你也许听说过,量子计算机是一台神奇的超级机器,它通过尝试不同平行宇宙中所有可能的答案,将很快治愈癌症,遏制全球变暖。15 年来,在我的博客(https://www.scottaaronson.com/blog/)和其他地方,我一直在抨击这种“卡通化”的观点,试图解释我所看到的更为微妙而又具有讽刺意味的真相。作为一名量子计算研究者,我将此视为一项公共服务,几乎也是我的道义责任。 随着企业和政府多年来投入了数十亿美元,科技也发展到了可编程的 50 量子比特设备,(在某些人为设计的基准上,)这确实能让世界上最大的超级计算机与之竞争,而关于量子计算机的令人发指的炒作只会愈演愈烈。正如加密货币、机器学习和其他时尚领域一样,有了钱就有了叫卖的人。 然而,在思考时,我理解了它。事实上,即使你把所有的坏动机和贪婪都去掉,量子计算也很难在没有数学基础的情况下,用简单而诚实的方式来解释。量子计算领域的开拓者 Richard Feynman,在谈到为他赢得诺贝尔奖的量子电动力学工作时,曾经说过,如果能用几句话来描述它,它就不值得获得诺贝尔奖。 但是这并不能阻止人们尝试。自 1994 年 Peter Shor 发现量子计算机能够破解保护互联网交易的大部分加密技术以来,人们对于这种技术的兴奋已经不仅仅是出于求知欲。实际上,一般将这一领域的发展看作是一个商业或技术故事,而非一个科学故事。 假如一位商业或技术记者能如实地告诉读者:“看,在它的背后有那么多深奥的量子概念,但是你要明白,底线就是:物理学家将要制造出更快的计算机,它将完全改变一切。” 但问题是量子计算机并没有完全改变这一切。 没错,它们总有一天会在几分钟之内解决某些我们认为在经典电脑上花费的时间要比宇宙的年龄还要长的问题。但是,也有很多其他的重要问题,大多数专家认为,量子计算机如果能解决的话,也只能起到有限的作用。 而且,尽管谷歌和其他公司最近发表了可信的声明,说他们已经实现了人为的量子加速,但这只是针对特定的、深奥的基准(我帮助开发的基准)。在破解密码和模拟化学这样的实际应用中,量子计算机的体积和可靠性足以胜过传统计算机,但这可能还有很长的路要走。 但是,一台可编程的计算机怎么可能只对某些问题更快呢?我们知道哪些问题吗?而且在这种情况下,“大而可靠”的量子计算机又意味着什么呢?要回答这些问题,我们需要深入探讨。 先说量子力学吧。还有比这更深奥的东西吗?我们都知道,叠加的概念很难通过日常语言来表达。所以,很多作者选择了一种简单的方法并不奇怪。他们说,叠加的意思是“同时存在”,因此量子比特,或者称量子位,只是一个可以“同时为 0 和 1”的比特,而经典比特只能是其中的一个。他们还说,量子计算机将会利用量子比特,在叠加状态下,尝试所有可能的解,以达到它的速度,也就是同时或平行。 因此,我认为量子计算普及所犯的根本性错误,也是造成其他错误的原因之一。现在,量子计算机已经可以通过一次尝试所有可能的答案,来快速解决类似的旅行推销员的问题,而几乎所有专家都认为他们无法做到这一点。 但问题在于,要让计算机发挥作用,在某些时候你需要查看它并读取输出。但是,如果你看到所有可能答案的平等叠加,按照量子力学的规则,你只能看到并读到随机答案。如果这就是你想要的答案,你可以自己选一个。 叠加的真正意义在于“复数线性组合”。在这里,我们所说的“复数”并不是“复杂”的意思,而是指一个实数加一个虚数,而“线性组合”则是指各种倍数的状态加在一起。 所以,一个量子比特是一个复数位,它有一个称为振幅的复数,附加于它是 0 的可能性,还有一个不同的振幅,附加于它是 1 的可能性。这些振幅与概率有密切关系,因为某些结果的振幅离零越远,看到这个结果的机会就越大;确切地说,概率等于距离的平方。 但振幅不是概率。它们遵循不同的规则。举例来说,如果对一个振幅的某些贡献是正的,而其他贡献是负的,那么,这些贡献可以进行破坏性干扰并相互抵消,从而使振幅为零,相应的结果将永远不会被观察到;同样,它们也可以进行建设性干扰,并增加一个特定结果的可能性。 设计量子计算机算法的目的是,设计一种建设性和破坏性的干扰模式,以便对于每个错误的答案,对其振幅的贡献相互抵消;而对于正确的答案,贡献则相互加强。假如,也只有你能把这些安排好,当你看的时候,你将会有很大的概率看到正确的答案。棘手的问题是,如何在没有预先知道答案的情况下做到这一点,并且要比使用经典计算机要快得多。 视频地址:https://youtu.be/jHoEjvuPoB8 27 年前,Shor 展示了如何在整数分解问题上做到这一切,破解了大部分网上交易中广泛使用的保用密码。我们现在还知道如何在某些其他问题上做到这一点,但是,这些问题只能通过特殊的数学结构来解决。这不仅仅是一次尝试所有可能答案的问题。 更难的是,如果你想诚实地讨论量子计算,你就必须掌握计算机科学的理论概念词汇。常常有人问我,量子计算机会比今天的计算机快多少倍。一百万倍?十亿? 这个问题忽略了量子计算机的重点,即实现更好的“缩放行为”,或者运行时间与 n 的函数关系,即输入数据的比特数。这可能意味着在一个问题上,最好的经典算法所需的步骤数随 n 呈指数增长,而解决这个问题的步骤数只随 n 的平方增长,在这种情况下,对于小的 n 来说,用量子计算机来求解,实际上要比用经典算法来求解,速度要慢,代价要大。量子加速只有当 n 增长时才会首次出现,然后最终占主导地位。 但是,我们怎么知道没有经典的捷径——一个传统的算法会有类似量子算法的缩放行为?尽管这一问题常常被大众所忽视,但它是量子算法研究的核心,因为量子算法研究的困难往往不在于如何证明量子计算机可以迅速完成某些工作,而在于令人信服地证明传统计算机不能。 事实证明,难以证明问题很难,就像著名的 P/NP 问题所表明的那样 (这个问题简单地说就是:是否所有问题都可以用快速检验法快速解决)。它不只是一个学术问题,更是一个点点滴滴的问题:在过去的几十年中,当经典算法具有相似的性能时,猜想中的量子加速就一再消失。 请注意,在解释了这一切之后,我依旧没有提到构建量子计算机的真正困难。总之,问题出在了退相干上,这意味着量子计算机及其环境——附近的电场、温暖的物体,以及能记录下量子比特信息的其他事物——之间不需要的相互作用。这样做的结果就是过早地“测量”量子比特,并将其坍缩到肯定为 0 或肯定为 1 的经典比特。 这一问题的唯一已知解是量子纠错:20 世纪 90 年代中期提出的一种方法,它把量子计算中的每一个量子比特巧妙地编码成几十甚至数千个物理量子比特的集合状态。但是,现在研究者们开始让这种错误纠正机制在真实世界中起作用,而且,真正起作用还需要更长的时间。当你读到关于 50 或 60 个物理量子比特的最新实验时,重要的是要了解这些量子比特并未进行纠错。除非它们得到修正,否则我们不会有超过几百个量子比特的规模。 当某个人理解了这些概念,我就会说他已经做好了开始阅读的准备,也许还会写一篇文章介绍量子计算的最新进展。在不断区分现实与炒作的斗争中,他们会明白该问些什么问题。了解这些东西的确是有可能的,毕竟它不是火箭技术,它仅仅是量子计算。 原文链接: https://www.wired.com/story/what-makes-quantum-computing-so-hard-to-explain/ 原文章作者:技术联盟总坛,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 倡膳昀 2021-7-11 21:31
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  • 观点:太多人关注,太少人理解,这就是“量子计算”丨展卷
    如果这波热潮推动的是知识的传播和技术的飞跃,那么它是值得的;如果它助长的是资本的泡沫和资源的浪费,那我们就该保持警惕。 本文为2021年ACM计算奖得主、著名理论计算机科学家、量子计算理论学家Scott Aaronson唯一一部科普著作《量子计算公开课》的译后感。 撰文 | 张林峰 图片来自网络,侵删 我在翻译斯科特·阿伦森(Scott Aaronson)的这本书时还在读本科。当时,我发现找不到获取量子计算相关知识的好途径。在2013年冬天的北大,量子场论、弦论是物理系“大神”们的必修课,但量子计算还没有形成成熟的课程体系。于是,我在网上随手搜索关键词“量子计算公开课”,试图寻找高质量的视频课。结果,视频课没找到,却找到了这本书的翻译招募信息。于是,翻译这本书的过程变成了我的学习过程。 紧接着,威斯康辛大学的罗伯特·乔因特(Robert Joynt)教授恰好来北大访问,并开了一门质量极佳的量子计算课;在那个学期,计算机系的刘田老师开设了一门名为“理论计算机科学基础”的课。我抱着要翻译好这本书的目的,选了这几门课。 后来在2014年的夏天,我访问了麻省理工学院机械系的田天老师组。恰好,斯科特和量子计算领域另一位“重磅人物”彼得·肖尔(Peter Shor)等人当时都在麻省理工学院。因此,我得以有机会和他们讨论、学习书中的相关内容。 有趣的是,这本书还涉及不少哲学的讨论,于是,修读政治经济哲学方向的雨晗也积极参与了翻译。我们的翻译在一些地方或许有不够专业的地方,还希望读者包涵指正。 这些年,我并没有把量子计算作为自己的研究领域,但“量子计算”一词变得越来越“火”:我在最近一年读到的一些有趣的相关读物竟然来自BCG这家咨询公司;与我交流相关概念和进展的朋友竟然更多来自投资界和制药界。从这个意义上来看,这本书的中文版或许来的正是时候。 然而,我想提醒读者的是,如果这波热潮推动的是知识的传播和技术的飞跃,那么它是值得的;如果它助长的是资本的泡沫和资源的浪费,那我们就该保持警惕。 本书作者阿伦森·斯科特本人在2015年当了一回“D-Wave首席怀疑官”(Chief D-Wave Skeptic这个词最初也是我翻译的),澄清了当时D-Wave公司利用媒体炒作的某些概念。在这里,我也贸然当一回“量子计算怀疑官”,陈述自己一些不成熟的想法,特别是我觉得需要特别警惕的事情。 量子计算绝对是天才们施展才华的领域,它给我们提供了极佳的问题设定。 图片来自网络,侵删 这些设定既与现实息息相关,又大多尚未成为现实,因此,它需要伟大的洞见和难以预测的灵光一闪。但是,我在2016年考虑自己的博士研究方向时,却很难将它作为我深入研究的方向——我选择了一条“曲线”道路,一边干点别的事情,一边等着别人把量子硬件搞定。不得不承认,在翻译斯科特的书之后,我对量子复杂度失去了兴趣。当时的我认为,人们对量子复杂度的研究已经到了一定阶段,如果没有真正的量子硬件,相关研究再往后就会像弦论一样,得靠“脑洞”了。而我不觉得我在这方面的“脑洞”足够有趣(当然,这不代表我否定斯科特,甚至爱德华·威滕的品味)。我也没有选择做量子硬件的道路,因为我对此了解得太少。我觉得,不妨基于已有的基础发展解决现实问题的算法。 于是我来到普林斯顿,从师分属应用数学与分子模拟领域的两位“集大成者”鄂维南与罗伯托·卡尔(Roberto Car)。跟随两位导师,我渐渐收敛到机器学习辅助分子模拟的各项课题中来。有趣的是,2020年,我与合作者们在当时最大的超级计算机Summit上第一次实现了第一性原理精度上亿原子的分子动力学模拟,得到了高性能计算领域最高奖“Gordon Bell奖”——我算是站在了用经典计算求解量子世界的一个小小的高峰上。进一步,随着对高性能计算的逐渐深入,我对经典硬件有了越来越多的理解,并愈发庆幸自己当初没有选择量子计算。 在我看来,这几年补补经典世界的课、在经典世界搞点突破,这一策略至少是“不亏”的。再过几年,等到量子世界大门真正打开的时候,这些经验将是有用的。 最近,我看到不少鼓吹用量子计算做药物、材料设计的文章,仿佛这已经是一个触手可及的未来。我对此深表顾虑。 首先,在这个问题上,量子计算尚未显现相比于经典计算的优势。 有一种说法是,药物、材料的微观基础都是电子问题,它们天然是量子的,所以量子计算一定更适合解这类问题。我一直对此深表困惑。量子比特和电子虽然都是量子的,但电子是连续空间的费米子,电子问题并不能直接映射到我们现在设想的量子电路上。 经典算法的困难在于满足交换反对称性质的函数的表示和逼近,现有的量子方案不像能从本质上更好地解决这个问题;更不必说,这里面的可扩展性和多尺度问题是更麻烦的问题。我想不出,也没看到任何量子方案能带来本质的“加速”——要知道,药物、材料相关的实际问题体系往往动辄数万、数十万原子。这里还涉及动力学和采样的问题,量子计算该如何加速原子体系的牛顿动力学和电子体系的量子动力学?即便量子算法在一些问题上有算法上的优势,它想成为商业上有竞争力的解决方案,还有很长的路要走。 图片来自网络,侵删 试想,在经典计算机诞生后,机器学习、人工智能这些概念“火”了不只一次。但直到经典算力和算法井喷式发展的今天,机器学习才真正迎来了极广泛的用武之地。我们尚未看到量子计算在一个具有实际意义的问题上显示优越性。甚至,谷歌声称的“量子霸权”可能也还差那么点儿意思。我非常建议有兴趣的读者可以关注一下中科院理论物理所张潘老师组的工作( https://arxiv.org/abs/2103.03074)及后续进展,我在此就不做过多讨论了。 我从来没有否认相关突破的可能性,也没有否定相关研究的意思——我的不少好朋友都是相关工作的主力。我想提醒读者的是时间尺度和预期的问题。那些在“不懂”的前提下就热捧量子计算的人,或许会因为预期过高而在五六年后迎来第一次“大规模失望”。而量子计算在商业上迈出的“一小步”,或许恰恰要等上5到10年。这一小步或许是一些NISQ算法(例如见 https://arxiv.org/abs/1801.00862)以云服务的形式解决问题。但这里,我不确定这些问题需要带来多大收益,才值得投入相应的成本;或许早期愿意为之付费的都是一些以科研为目的的机器使用者。而那真正的“一大步”,现在还不太有眉目。等到真有眉目的时候,也得再等数年或数十年去解决实际问题。因此,我很担心在这个过程中,有些人会给彼此的预期疯狂地加杠杆。 2020年4月,当我看到《现代物理评论》(Review of Modern Physics)发表了一篇名为“量子计算化学”(Quantum Computational Chemistry)的文章时,我略感失望。我本以为《现代物理评论》是最严肃的物理期刊,上面都是功成名就的人展望某个领域的发展。而“量子计算化学”这个领域看起来甚至还没好好地开始,相关内容就匆匆被发表。并且,那篇文章没有解决我所理解的“计算化学”中的任何难点问题。我还看到不少学界和业界的研究机构,以及一些初创公司,把量子计算、量子通信、量子化学和量子退火等概念混淆了,这样做是无益于该领域发展的。 这里有一个问题,我说了不少自己“跑路”的原因,但是,谁该“留下”来造那些量子硬件呢?我想,必须是那些想象力无比丰富,同时又务实到极致的“疯子”。 或许,世界上已经有这样一群人或者几群人了。声称要做这件事的人是不是拥有相应的气质,还是很容易看出来的。我想加入的是另一类“疯子”的阵营:他们想尽办法用经典硬件——甚至软硬件协同设计的方式——去解决量子问题,以及材料和药物设计中的所有算法问题。我甚至与小伙伴们创立了一家名为“深势科技”的公司来推动这些事情的发展。我们得先为经典硬件说话,把基于经典硬件的物理模型、科学计算和机器学习都做到极致。等这一天真的到来时,或许量子硬件差不多就被造出来了,我们就能更进一步。如果到时候量子硬件还没被造出来,我估计我自己就会跑去造了。或许,这就是我为自己设想的通往量子计算的道路。 最近,因为这本书中文版的出版,我重新联系了斯科特,并告诉他我最近的进展。 我问:“你觉得,何时是我重返量子计算的最佳时机?我确实看见,这方面有了突飞猛进的发展,包括谷歌的‘量子霸权’和关于量子计算化学的若干提议。但我依旧觉得现在不是最佳时机,因为一台真正的、有相当能力解决实际问题的量子计算机还没有出现。但它什么时候才会来呢?” 他答道:“……我只想继续保持观望态度——无论那些企业在自家的营销材料中怎么说(哈哈),量子计算显然还没有准备好应用于材料和药物设计。如果有人成功地构建了容错量子比特,那显然是开始关注的大好时机。一个更难的问题是,人们能否在‘没有’完全容错的情况下,找到一种有实际用途的量子模拟应用方向?我不知道,但人们肯定会在接下来的十年里不断尝试。”这个答案或许已经足够中肯了。 以上就是我在近期的一些思考。读者在阅读这本书时,或许感受到更多的是一些有趣的、跳跃性的思考。我只有一个建议:不用抱有太多“实用”的目的。 在翻译这本书的过程中,我和雨晗得到了大量的帮助。时隔多年,我们很难跟所有帮助过我的人一一表达谢意。我们的翻译还有很多不成熟之处,我们会再去勘误,并收集更多的意见。在这一过程中,我们也会联系那些帮助过我们的人,并希望以后有机会专门感谢他们。 张林峰,写于2021年6月26日 本文经授权转载自微信公众号“图灵教育”。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 摒晴 2021-7-11 19:54
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  • 我国量子计算原型机九章问世:200秒解决6亿年的计算
    【我国量子计算原型机九章问世:200秒解决6亿年的计算】我国科学家4日宣布构建了76个光子(量子比特)量子计算原型机九章。以速度来看,求解数学算法高斯玻色取样的速度只需200秒,而目前超级计算机要用6亿年。通常认为,50个量子比特是证明量子计算机有望超越传统计算机的关键门槛!(新华社) 声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 原文章作者:光明网,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 叽善廷 2021-7-11 17:38
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  • 陈根:迄今最多量子比特的机器,让量子计算进入全新领域
    文/陈根 量子模拟器(Quantum simulators)作为重要的量子技术之一,允许研究在实验室中难以研究且无法用超级计算机建模的量子系统,旨在提供有关特定物理问题的洞察力。由于量子模拟器直接利用了真实粒子的量子特性,因此,其也可以解决经典计算机难以模拟的问题。 http://i1.go2yd.com/image.php?url=0VhcwSHNU8 特别是,量子模拟器利用了称为叠加的量子力学特性,其中使量子粒子同时处于两种不同的状态,例如,与外部磁场对齐和反对齐。至关重要的是,模拟器还利用了称为纠缠的第二种量子特性,甚至可以将物理上分离良好的粒子的行为关联起来。 而现在,来自哈佛大学-麻省理工学院超冷原子中心和其他大学的物理学家团队称,他们开发了一种特殊类型的量子计算机,被称为可编程量子模拟器,能够以256个量子比特或“量子位”运行。这是有史以来具有最多量子比特的机器。256个量子比特产生的量子态数量(2256)比太阳系中的原子数量还要多。 该量子模拟器在研究人员2017年开发的51量子比特系统的基础上进行升级。研究人员使用旧的系统能够捕获超冷铷原子,并使用一种称为光镊的一维单独聚焦激光束阵列按特定顺序排列它们。新的系统则采用二维阵列,将可实现的系统规模从51个量子比特增加到256个量子比特。 使用光镊,研究人员可以将原子排列成无缺陷的图案,并创建可编程的形状,如正方形、蜂窝状或三角形晶格,以设计量子比特之间的不同相互作用。其中,研究人员采用了一种叫做空间光调制器(spatial light modulator)的装置,用于形成一个光学波阵面(optical wavefront),来产生数百个单独聚焦的光镊光束。 当前,模拟器已经让研究人员观察到了几种以前从未在实验上实现过的奇异物质量子态,并进行了精确的量子相变研究。不仅如此,研究人员还进行了一项非常精确的量子相变研究,精确到可以成为“磁是如何在量子水平上发挥效用”问题的教科书级示例。 这些实验提供了关于材料特性所依据的量子力学的有力见解,并帮助科学家展示如何设计出具有奇异特性的新材料。对此,研究人员认为,这使量子计算领域进入了一个迄今为止无人涉足的新领域,并进一步进入量子世界的一个全新部分。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 脉肄 2021-7-11 14:59
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  • 里程碑式突破!中国量子计算原型机九章问世,速度有多快?超级计算机...
    每经编辑:步静 据新华视点,我国科学家4日宣布构建了76个光子(量子比特)的量子计算原型机“九章”。以速度来看,求解数学算法高斯玻色取样的速度只需200秒,而目前的超级计算机要用6亿年。通常认为,50个量子比特是证明量子计算机有望超越传统计算机的关键门槛。“九章”得名于我国古代一部知名的数学专著。 量子科技,是国际最为关注的前沿热点之一。“十三五”期间,我国成功发射了世界首颗量子科学实验卫星、建成世界首条千公里级量子干线、完成世界首次洲际量子通信,在量子通信领域取得一系列重大进展,使我国在国际量子通信领域的赛道上继续保持领跑地位。 2016年,我国成功发射世界首颗量子通信实验卫星“墨子号”,并圆满完成了星地量子密钥分发等三大科学目标。然而,要构建天地一体化的全球量子通信网络,量子通信还面临很多急需攻关的核心技术。 (每日经济新闻综合自:央视新闻、新华视点) 每日经济新闻 原文章作者:每日经济新闻,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 特灼拷 2021-7-11 09:38
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  • 2021世界人工智能大会量子计算及光子芯片论坛
    7月8日,2021世界人工智能大会量子计算及光子芯片论坛举行。本次论坛以“量子叠加,智算未来”为主题,邀请多位中国科学院院士和工程院院士以及腾讯、华为、联想之星等产业界、投资界人士参与共同探讨量子信息前沿科技。 原文章作者:澎湃新闻,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-11
    最后回复 臂欲讶 2021-7-11 03:30
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  • 量子!量子!量子!我国量子计算和量子模拟研究取得新突破
    近日,中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与德国海德堡大学、意大利特伦托大学等联合国际研究团队,在超冷原子量子计算和模拟研究中取得新进展,实现了利用规模化量子体系求解复杂物理问题的重要突破。这一成果19日在国际学术期刊《自然》发表。 研究团队开发了一种专用的量子计算机,通过操控束缚在其中的超冷原子,首次使用微观量子调控手段在量子多体系统中验证了描述电荷与电场关系的高斯定理。 中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟介绍:“实验中在71个光晶格里面先装进71个原子,然后把部分原子吹跑之后,还剩下36个原子,利用晶格中超冷原子之间的相互作用及其在晶格中的排布模式,就能模拟粒子与规范场之间的相互作用和转化,如正反粒子湮灭产生光子的过程。” 中国科学技术大学苑震生教授介绍:“实验显示,用超冷原子形成的光晶格中的整体物理状态,和高能物理中高能粒子碰撞产生新粒子的过程是相似的。这也是首次用量子模拟器来模拟高能物理中的复杂物理过程。” 《自然》杂志的审稿人对此工作给予了高度评价,认为这项工作“是量子模拟方法研究晶格规范场的一个重要的里程碑”;“迈出了模拟晶格规范场理论的真正一步,从实现量子模拟器的模块到对特定模型的完全模拟”。 原文章作者:科学解码.,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-10
    最后回复 茸舔 2021-7-10 21:57
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  • 【混合学习研讨班】浅谈超导量子计算展望颠覆性计算技术的未来—...
    2020年10月13日晚,竺可桢学院《混合学习研讨班Ⅰ》跨学科专题讲座第三讲在紫金港校区东1-103开讲。本次邀请了 浙江大学物理系教授、博导 王浩华教授为同学们带来 “超导量子计算浅谈”主题讲座。讲座由竺可桢学院副院长 路欣教授主持,依托浙大“专业节”平台向全校同学线下开展。 一 由浅入深,从量子机械振子谈起 王浩华教授首先向同学们展示了2010年《科学》杂志十大科技进展之一—— 量子机振子的图片,简单地介绍了作为介质的压电材料,并以手中的话筒为例,列举压电材料在生活中的用途。从高中知识机械振子谈起,减弱了同学们对前沿科技的陌生感,更顺利地引入波长、波速和能量的计算公式,继而推导出能量变化 不能连续取值。 二 由果寻因,关注能量分级现象 接着,王浩华教授通过类比生活里电动车的车速、弹簧振子的能量取值,引导同学们关注 能量分级现象。经过粗略的计算,王浩华教授指出能量分级现象并不是不存在,而是小到足以忽略。顺着这一思路,同学们积极思索,主动发言,提出可以通过降低温度和增大振动频率两种方式 突出能量分级现象,使不可见变为可见。之后,王教授向大家介绍了可以降温至0.01K的设备,并热情地邀请各位同学去物理实验室实地观摩。 三 由今观后,展望颠覆性计算技术未来 在对能量分级现象和现有量子领域相关技术进行介绍后,王教授随之抛出了一个问题:如果要你在算盘、差分机、“深蓝”里选择一个进行计算,你会选择哪个?同学们不约而同地选择了最接近现代化计算设备的“深蓝”。然而,王浩华教授却说这三者都属于 经典计算设备,在计算能力上并无本质的“差别”——三者都无法解决诸如大数分解这类不可解问题。而大数分解问题对于信息加密又极其重要。 为了让同学们有更直观的感受,他介绍了经典计算机和量子计算机的 基本单元比特的区别,指出用超导材料便可以构建LC振荡电路,其所存储的电磁波场能量在低温下会出现分级现象,可作为量子比特单元构建量子计算机。基于量子计算机的这种全新的颠覆性计算技术可以高效解决前面提到的大数分解问题,是 世界各国非常关注的 前沿科技之一。 在讲座的最后,王浩华教授立足于当前物理学科的发展,立足于世界创新版图的重塑背景,对同学们提出了殷切寄语,勉励大家能积极 参与基础学科研究,培育 交叉思维,成为有用之材。同时,他也耐心又详细地回答了同学们提出的问题。在讲座结束后,仍有同学深受触动,围在王浩华教授身边寻求更深入的了解。 一次浅谈,种下求知的渴望;数年探索,收获知识的硕果。本次讲座一共持续了两个小时,王教授通过 从小处切入、与平凡事物类比的方式,辅之他个人风趣幽默的语言和恰到好处的解释,将硬知识、硬科技融入课堂,让同学们领略了 量子物理的奥妙,相信大家今后能在师长的引领下,在学习科研中发扬竺院之精神、坚守竺院人之追求,成为有信念、有梦想、有奋斗、有奉献的人。 文 | 许嘉禾 图 | 许嘉禾 排版 | 潘逸宸 原文章作者:浙大竺院人,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-10
    最后回复 抹截 2021-7-10 13:04
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  • 图灵量子创始人交大教授金贤敏:量子计算产业化时代基本到来
    “IDC预测说,2027年量子计算市场可以达100亿美元,还有一些更乐观的预测,这说明产业化时代基本到来了。”7月8日,在2021世界人工智能大会“量子计算与光子芯片论坛”上,图灵量子创始人、上海交通大学集成量子信息技术研究中心主任金贤敏演讲称,“包括腾讯和华为这样的大厂都已经进入了这个领域,并在软硬件方面开始了早期投入。从全球初创公司的角度来看,量子计算在国外也发展得如火如荼,而且他们开始的时间比我们还要早5到10年。” 金贤敏是上海交通大学长聘教授 (Tenured Professor),博士生导师,曙光学者、上海青年科技英才、唐立新优秀学者奖、上海科技启明星获得者,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室学术带头人。 “光刻机(用于芯片制造)经过长时间迭代和演化形成了扎实而复杂的技术,从物理的层面来看,当这条发展线路达到单原子的级别就会终结。我们就会问:计算能力是否就此停止了?”金贤敏表示,一个预测说在后摩尔时代,光量子计算、光子计算、光学人工智能甚至DNA计算这种新架构的计算体系会使算力继续提升成为可能,而他所做的研究正与光量子、光学人工智能相关。 金贤敏认为,无论是量子通信、量子传感还是量子计算,芯片——这种底层技术非常重要。 “我在2010年加入英国牛津大学团队,这是国际上最早开展光量子芯片研究的两个团队之一。我们自2013年在Science上发表国际上第一个玻色取样计算后,发表了大量成果。但是我将其描述为困境,为什么是困境?” 金贤敏表示,“因为我们大部分工作都基于一个芯片而完成,而我们的合作伙伴南安普顿一两年都没有东西给我们,于是我们的创意和思维不是我们的大脑,而是局限于手头上的芯片,这个芯片某个地方甚至是坏的。所以,在起步做光量子芯片时,从制备到设计到测试到反馈并不通畅,我们已经感受到一个巨大的隐患。” “回到交大后,我们在交大的支持下花了4年的时间把技术推进到极限。2018年,我们发布了49×49的三维集成的光子芯片,到现在为止都未被超越。将底层技术做到极限,之后它对产业和学术进行了反哺。我们明显感受到这么做非常值得。” “光子芯片就是光的版本的电芯片,只是线路里面是光信号。光的速度是30万公里每秒,光还可以出现一些干涉效应,这些属性就可以被我们利用起来去操控和处理信息。”金贤敏在接受澎湃新闻采访时表示。 根据上海交通大学官网的介绍,金贤敏在2018年制备出了世界最大规模三维集成光量子计算集成芯片,并演示了真正空间二维量子行走;同年,实现了基于机器学习的量子态分类器;制备出了首个轨道角动量波导光子芯片;基于三维光子集成芯片实现了快速到达量子加速算法。 金贤敏介绍称,2018年后,他们开始布局铌酸锂薄膜(LNOI)光子芯片,结合这种光子芯片体系,他们能够同时涵盖三维和可编程的芯片的能力。目前,他们是唯一具有“光子芯片+量子计算+光子计算+光学AI”技术的团队。 金贤敏表示,学者经常在学校、科研机构里做一些阳春白雪、非常艰难而顶级的事情,如何与产业需求对接?这是比较重要的。量子计算希望往前发展必须要这样做,进入市场。 金贤敏表示,他们正在做量子计算的产品解决方案,在各种计算内核与工程技术的痛点之间建立桥梁,“这是一个比较重要的事情。我们目前总共大概是80人,但是有超过1/3的人在做应用对接的工作。” “我们在光量子芯片的调控、满足量子计算需求上面基本做到了极致,因为量子计算是对单光子进行调控,它对损耗和精度要求都非常极致。这种极致的技术可能会满足其他方面的需求,比如可以在光学人工智能和其他的相关领域进行‘降维打击’和应用,或者说‘杀鸡用牛刀’。” 在演讲的最后,他说:“我觉得我们满足于现在的计算能力,比如手机、笔记本电脑都很强大了,但是我们还是无法接受,在我们退休或者我们的孩子退休时,我们的计算水平和设施还是现在的水平。算力的提升可能是无止境的,也许我们正处在一个人类计算能力真正爆发的前列。” 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-10
    最后回复 啕苞 2021-7-10 07:13
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  • 美国量子计算联盟
    [据电子周刊网站2019年12月24日报道]美国为推动量子计算技术发展,启动了量子信息前沿战略联盟。 该联盟由劳伦斯·伯克利国家实验室和桑迪亚国家实验室领导,成员包括马里兰大学、杜克大学、哈佛大学、科罗拉多大学博尔德分校、加州大学伯克利分校、加州理工学院、麻省理工学院林肯实验室和新墨西哥大学。 伯克利实验室高级量子试验台主任Irfan Siddiqi说:“我们正处于量子信息科学取得重大进步的起点。为开辟新的领域,量子信息前沿战略联盟将通过在广泛的科学和技术领域寻求解决方案,并整合这些努力来构建使国家和科学受益的有效量子计算系统,从而加速量子技术研究与开发。” 桑迪亚计算研究主任Scott Collis说:“通过专注于有形技术示范的协作和创新,量子信息前沿战略联盟将通过加速实现实用的量子计算系统,从而扩大美国境内量子研究的投资回报。” 该联盟将使用几种硬件方法来推进量子信息系统,包括超导、捕获离子和捕获原子量子比特。 该联盟将探索如何抑制多量子比特量子处理器中的噪声和错误(这些噪声和错误会严重降低系统性能),开发新的计算算法来控制量子比特,并设计新技术来制造、控制和互连量子比特。 加利福尼亚理工学院Richard P. Feynman、理论物理学教授John Preskill说:“由量子信息前沿战略联盟开发的量子处理器将以前所未有的方式探索复杂量子系统的神秘特性,为科学发现提供前所未有的机遇,同时也带来了新的挑战。我们世界一流的理论团队与硬件制造商紧密合作,将利用这项强大的技术来推动物理和计算科学的前沿。” 马里兰大学的物理学杰出教授Christopher Monroe说:“我们将不断构建和使用完整的量子系统,而不仅仅是组件,以开创信息处理领域新的科学机遇,而这是常规研究计划所无法实现的。” 哈佛大学物理学教授、哈佛量子计划联合主任Mikhail Lukin说:“通过开发和应用可编程量子信息系统,我们希望在科学和工程学的最前沿定义一个新的领域。这些努力对于科学发现和确定量子机器的首次实用应用具有巨大的潜力。” 科罗拉多大学博尔德分校教授Jun Ye说:“量子信息科学和技术的广泛应用需要来自不同研究小组的响应,他们将协调他们的科学愿景和技术,以识别和解决实际问题,带来不可预见的好处,并揭示科学秘密。” (工业和信息化部电子第一研究所刘彧宽) 原文章作者:中国国防科技信息中心,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-10
    最后回复 房榕 2021-7-10 04:55
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  • 抢占发展先机宝马集团助力量子计算研究和落地
    易车讯 近期,宝马集团宣布与大众、博世、SAP(思爱普)等9家领先的德国企业共同建立量子技术与应用联盟(QUTAC),该联盟的目标是探索将量子计算进一步发展为行业应用。此外,宝马集团还与慕尼黑工业大学(TUM)签署量子算法和应用的合作协议,将在六年时间里为该大学筹集510万欧元,推动量子计算的研究与行业应用结合。 宝马集团董事长齐普策表示:“量子计算是最具未来发展前景的技术之一,它将为材料研究、自动驾驶等应用领域带来革命性的改变。通过成立量子技术与应用联盟,我们正在为打造成功的量子计算生态系统奠定基础,这也将让我们能充分发掘和利用量子计算技术的巨大潜力。” 未来,量子计算与宝马的可能相关领域包括多方面内容:比如在物流和规划的优化方面,量子计算显著改进排班计划和冗余预测;在材料模拟方面,量子计算有助于发现诸如高能量电池和坚固的轻量化材料;在机器学习方面,量子计算能够提高计算机视觉和语言处理的准确性;在常见的加密应用方面,基于量子计算的强大能力,常规的加密方法将不再那么安全,因此需要开发新的解决方案,以保证公司内部及智能网联车的安全通信。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-9
    最后回复 叽善廷 2021-7-9 23:07
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  • 宝马集团宣布投入量子计算相关研究
    品玩7月9日讯,宝马集团宣布与大众、博世、SAP(思爱普)等9家领先的德国企业共同建立量子技术与应用联盟(QUTAC),该联盟的目标是探索将量子计算进一步发展为行业应用。此外,宝马集团还与慕尼黑工业大学(TUM)签署量子算法和应用的合作协议,将在六年时间里为该大学筹集510万欧元,推动量子计算的研究与行业应用结合。 宝马集团董事长齐普策表示:“量子计算是最具未来发展前景的技术之一,它将为材料研究、自动驾驶等应用领域带来革命性的改变。通过成立量子技术与应用联盟,我们正在为打造成功的量子计算生态系统奠定基础,这也将让我们能充分发掘和利用量子计算技术的巨大潜力。” 早在2017年,宝马集团就认识到量子计算作为一项前沿技术的重要性,并成立了一个跨学科、跨部门的项目团队,来探索该技术潜在的应用前景。首批研究项目之一是计算车辆上机器人进行密封焊接的最优线路,计算参数非常复杂,即便是最新的高性能计算机也需要数年时间才能找到最佳方案,但量子计算机则能在几秒钟内就计算出所有可能的排列组合。 宝马集团认为,汽车价值链的高度复杂性决定了生产、零部件物流和汽车研发等领域存在着诸多待优化的问题。未来,量子计算与宝马的可能相关领域包括多方面内容:比如在物流和规划的优化方面,量子计算显著改进排班计划和冗余预测;在材料模拟方面,量子计算有助于发现诸如高能量电池和坚固的轻量化材料;在机器学习方面,量子计算能够提高计算机视觉和语言处理的准确性;在常见的加密应用方面,基于量子计算的强大能力,常规的加密方法将不再那么安全,因此需要开发新的解决方案,以保证公司内部及智能网联车的安全通信。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-9
    最后回复 蔺娅斑 2021-7-9 18:45
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  • 快100000000000000倍!中国量子计算原型机“九章”问世!
    近日,中国科学技术大学潘建伟研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功研制出量子计算原型机“九章”,其处理特定问题的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍。这一成果使我国成功实现了量子计算研究的第一个里程碑——量子计算优越性,相关论文今天(4日)会在国际学术期刊《科学》发表。 我国科学家实现“量子计算优越性” 在位于安徽合肥的中科院量子创新研究院,记者看到,这台最新研制成功的量子计算原型机几乎占据了半个实验室,包含上千个部件。经过二十多年研究攻关,科研团队通过在量子光源、量子干涉、单光子探测器等领域的自主创新,成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”。 中国科学技术大学教授 陆朝阳:它由76个光子输出,在目前世界上最大尺度的、100×100的干涉仪里面进行干涉,干涉的过程也是我们完成计算的过程。 实验结果显示,“九章”处理特定问题的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍,同时也等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍,成功实现了量子计算领域的第一个里程碑——量子计算优越性。 中国科学院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟:“九章号”展示了量子计算的强大算力。我们将把它初步用于量子化学的一些研究,图论里面的组合数学方面的一些研究,甚至也可以用于一些机器学习的研究。所以有些传统上认为比较困难的问题,用我们的计算机就可以做一些有效的、有益的探索。 科研团队介绍,“九章号”量子计算原型机确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位,为未来实现规模化量子模拟机奠定了技术基础。随着计算能力的进一步提升,量子计算机将有望在密码破译、材料设计、药物分析等具有实用价值的领域发挥重要作用。 麻省理工学院教授 美国青年科学家总统奖得主 德克·英格伦:我认为这是一个了不起的成就,这是开发这些中型量子计算机的一个里程碑。 奥地利科学院院长 美国科学院院士 安东·蔡林格:这项工作成果很重要,证明了基于光子的量子计算机也可能实现量子计算优越性。我相信有朝一日量子计算机会被广泛使用,甚至每个人都可以使用。 我国科学家实现“量子计算优越性” 拥有并行计算能力 计算速度指数级增加 量子科技是国际最为关注的前沿热点之一。如果将传统计算机的速度比作“自行车”,量子计算机的速度则是“飞机”。量子计算为何具有如此强大的计算能力?“量子计算优越性”,也就是国外所说的“量子霸权”究竟是什么呢? 量子就是质量、能量等各种物理量的最小单元,而且它也要以某种粒子状态存在。如果说到能量,比如光,一个光子就是一个量子。 中国科学技术大学教授 陆朝阳 :量子计算机是利用量子力学的原理,量子力学可以允许一个物体同时处于多种状态,比如0和1同时存在,它可以做一个原理上叫做并行计算,就是很多个任务可以一起来完成,因此它就有了一种超越经典计算机的计算能力。 正是因为具有超快的并行计算能力,量子计算可望通过特定算法实现指数级别的加速。对于量子计算机的研究,科学界公认有三个指标性的发展阶段。 中国科学院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟:在我们的量子计算里面,第一个里程碑性的目标就是要来展示量子计算的优越性。我们在高斯波色采样实验当中构建了一个量子计算的原型机,可以比目前最快的超算快10的14次方倍,相当于我这里算一分钟的东西,用“富岳号”来算要算一亿年, 这就是叫做量子优越性。就是我可以演示某个功能比传统的超级计算机算得好,我们就可以进一步地去寻找各种各样的应用。 潘建伟介绍,将实现量子计算优越性的这台量子原型机命名为“九章”,是为了纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。在“九章”量子原型机的基础上,研究团队将通过提高量子比特的操纵精度等一系列技术攻关,力争尽早研制出可编程的通用量子计算原型机。 中国科学院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟:希望通过15年到20年的努力,能够研制出通用的量子计算机,这样它就可以解决很多非常广泛的问题,比如包括密码分析、气象预报、药物设计,来探索物理学或者化学、生物学里面的一些复杂的问题。 监制:夏宇 编辑:顾佳 贇 原文章作者:瞭望东方周刊,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-9
    最后回复 犹自棠 2021-7-9 18:19
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  • 麦肯锡:量子计算能否推动汽车行业未来的发展?
    撇开风头和炒作,量子计算(QC)的发展势头让人无法忽视,这项技术将对汽车行业产生真正的影响。该领域最近的科学飞跃以及首批工业用例的发展,包括汽车和运输部门的用例都让人感到兴奋。 从最近关于QC的头条中,这种兴奋可见一斑。 2018年, IBM公司宣布创造了量子计算系统 Q System One——放置在九英尺立方体中的量子计算机,这引起了整个科技界的关注。另一个重大进展: D-Wave科技公司发布了一款拥有 5000量子位的 QC芯片(比该公司之前 2000量子位的两倍还高)。 因为QC提升了计算能力,进而提高整个价值链的性能,所以汽车行业一直在关注该领域的发展。一些原始设备制造商和一级供应商已经开始考察 QC的发展前景,并用其解决一些现存的问题,包括和路线优化、燃料电池优化和材料耐久性相关的问题。一些问题现在有了首个试验用例。例如,在 2019年葡萄牙里斯本举办的网络峰会上,大众和 D-Wave合作,展示了一个交通管理系统,以优化九辆公共交通巴士的个人出行路线。德国一级供应商博世( Bosch)已经以 A轮融资 210万美元入股马萨诸塞剑桥的量子软件创业公司 Zapata。 尽管QC在汽车领域有巨大的潜力,可以转化成数十亿美元的市值,但是原始设备制造商和其它的利益相关者仍旧面临一些困境。由于量子计算技术是一项新技术,并且迄今为止市场相对较小,所以导致很多汽车行业的参与者无法制定清晰的 QC策略。为了帮助他们,我们分析了 QC的成熟度及其在汽车行业的潜力。同时,我们也评估了汽车行业相关利益者的机会和可能的后续步骤。 量子计算成熟度评估 QC 无疑正在发展中,但大规模应用需要5 到10 年的时间。行业参与者现在从四个方面来审视QC ,每个方面都有相应的里程碑: 实现量子优势 。我们可能在 2019 年就已经实现了这一点。首个量子优势的展示。这一步 将涉及可能执行量子现象模拟的实际用例的开发。量子优势的第一个案例正在形成,如大众集团 的交通优化。 2035 年或 晚些时候,需要多个量子位协同工作的复杂问题可能得以解决。获得大范围量子优势。到了这个时候,投资编程量子计算机软件来解决特定问题将会具备商业可行性。 有人预测,这一步可能会在2030年实现。创造量子图灵机。最后一步包括构建一个含有量子内存和随机访问内存的完整的、通用的量子计算机。图灵机可以在任意数量的量子位上运行,并且可以执行任何算法。这一步应该能在一到二十年后实现。 即使从长远来看,QC 也不太可能取代现有的高性能计算机(HPC) ,第一次创造价值的尝试也不会依赖于解决所有问题的大规模QC 设备。相反,我们相信成功的QC 用例将在未来十年严重依赖于混合方案(示例1)。首先,一个小型的基于QC的子程序将快速生成一个优化问题的粗略答案。传统的HPC 将使用范围更小的一组变量来完善这个答案。通过这种方式,程序员可以使用早期的量子计算来更有效地运行高性能计算机。 示例1 在混合方案中,高性能计算机用于处理大量工作,而量子计算用于分析数据的子集。 混合方案如何运作 汽车量子计算应用:从幕后一探究竟 目前,在所有潜在的QC 用例中,有十分之一可能对汽车行业有利。事实上,汽车将是QC 的主要价值创造行业之一,到2025 年左右,它将产生显著的影响。我们还预计,到2030 年,相关技术对汽车行业的经济影响将达到20 亿至30 亿美元。大多数早期的附加值将来自于解决复杂的优化问题,包括处理大量数据以加速自动驾驶车辆导航算法的学习。在以后的几年里,QC 有可能对汽车行业的许多领域产生积极的影响,例如车辆路径和路线优化、材料和工艺研究以及联网驾驶的安全性。此外,QC 还可以通过显著加快新技术的研发,为汽车厂商进入电动汽车(EV )时代提供动力。 从2020 年到2025 年,QC 的近期机遇很可能出现在产品开发和研发中。相关用例将主要涉及解决简单的优化问题或涉及简单量子人工智能/ 机器学习(AI/ML )算法的并行数据处理。这些量子计算应用程序将作为混合解决方案的一部分执行,这是HPC处理的更大的问题的一部分,这一部分分配给 QC,结果会反馈回 HPC。可能的优化用例包括多渠道 物流的组合优化、高度局部的交通流优化和车辆路径的改进。由于大量数据的并行处理增加,量子AI/ML 可能涉及到自动驾驶算法的高效训练。 从2025 年到2030 年,中期计划可能集中在以下方面: 量子模拟 。重点领域将包括模拟复杂的偏微分问题,例如那些控制传热传质、流体动力学和可压缩流的问题。在原子水平上模拟材料性能也将变得重要,例如,改善电池和燃料电池材料的选择和开发。更复杂的优化问题 。这些将包括高度自由。例如,它们可以将供应链违约的可能性降至最低,优化全市交通流,或解决大规模多模式车队路线问题。 长远来看,从2030 年起,量子计算应用将建立在大规模接入通用量子计算机的基础上。因此,打破普通加密密钥的素因子分解算法将是普遍可用的。由于参与者试图阻止自动车辆、车载电子设备和工业物联网通信的量子黑客攻击,所以重点可能会转向数字安全和风险缓解。共享出行车队的云端导航系统将通过QC 提供的定期训练来改进覆盖算法。 量子计算在汽车价值链中的应用机会 整个汽车价值链的利益相关者将能够利用QC (主要是作为HPC 集群混合解决方案的一部分)来解决特定于其在行业价值链中的角色和地位的问题(示例2 )。下面是几个例子。 示例2 量子计算可能提高汽车价值链中的关键步骤 “n 级”供应商 公司可以使用QC 开发的算法来优化涉及多种运输方式的供应路线。其他应用包括开发新技术,包括改进储能和发电设计的技术。QC 还可以帮助供应商改进或改进材料的动力学特性,例如轻量化结构和粘合剂,或者开发冷却系统。例如,QC 可以帮助公司模拟化学过程和流体动力学,帮助他们获得重要见解。 仓储、配送和供应链管理 QC 可以改善整个价值链的物流。例如,它可以通过模拟复杂的经济场景来优化仓库机器人的路径或提高对n 级供应商的需求预测的准确性。 OEM 汽车制造商可以在汽车设计过程中使用QC 来进行各种改进,包括减少阻力和改进燃料 效率。他们还可以使用QC 在诸如车辆碰撞行为和车厢隔音等领域进行高级模拟,或者“训练”自动驾驶软件开发中使用的算法。考虑到QC 有可能将计算时间从几周减少到几秒钟,原始设备制造商有可能确保几乎实时的车对车通信。 经销商和修理厂 原始设备制造商(OEM )经销商可以用QC 来支持机器学习算法的训练,以增强预测性维护软件。 服务提供商 共享出行参与者可以使用QC 来优化车辆路径,从而提高车队的效率和可用性。另一个关键用途是帮助出行服务提供商模拟复杂的经济情景,使他们能够预测需求将如何因地理位置而变化。 评估QC市场 我们估计,在2035 年,QC 服务的总市值在320 亿至520 亿美元之间。到那一年,这一价值的10% 将来自先进的行业参与者的支出,包括汽车公司,他们希望从QC中获益。 量子技术的价值链正在不断变化,目前尚不清楚哪些公司将成为QC 价值链每一步的领先者。现在这个领域大约有100 家公司。其中一些公司,包括D-Wave 、IBM 、Microsoft 和Rigetti Computing ,都在制造QC 硬件。大约80% 的公司都是初创企业,他们的目标是通过将传统问题转化为量子逻辑,并通过构建HPC 与QC 步骤相结合的混合架构,弥合硬件制造商与最终用户之间的价值链鸿沟。 很多利益相关者将塑造QC市场,包括硬件和软件参与者以及他们的赋能者。QC 软件用户也将决定该行业如何发展进化。 硬件。三分之一的QC 公司专注于硬件开发。参与者包括全球科技巨头和初创企业,主要是美国公司。目前还不清楚在未来15 年内,业界将如何为量子计算机配置硬件,因为参与者目前正在开发几种相互竞争的方法,这些方法将随着时间的推移而发展。许多硬件公司目前都在努力通过云来提供QC 服务,这使得用户不必建立自己的硬件。汽车公司还必须决定如何在短期内访问QC 服务,而按需云容量是成本最低、最灵活的选择。 软件。大约一半的QC 价值链参与者开发软件。与硬件供应商不同的是,这些企业很多都是在欧洲和北美初创企业。大型硬件厂商,如D-Wave 和IBM ,也开发QC 软件。一些程序用于汽车用例,如工艺设计和硬件设计优化。这样的解决方案很可能在未来五到十年内被采用。德国初创企业Avanetix 等小型企业也专注于开发过程优化的软件解决方案。例如,有些是为优化供应链而设计的。 赋能者。QC价值链中五分之一的公司提供可行的解决方案。他们提供的产品包括现有的组件,如冷却装置、制造量子比特的加工工具以及构成量子比特的材料。这一领域可能成为一些上游汽车供应商的潜在竞争环境,包括二级和三级供应商,这些供应商生产的控制单元和热解决方案可能会转移到量子计算机。汽车供应商不会立即从大规模生产机会中获利,因为QC 仍处于初级阶段,但他们将长期受益。我们期望随着QC 行业的成熟、规模的扩大和一种硬件方法开始占主导地位,赋能者变得更加相关。 QC 软件用户。许多汽车制造商已经公开宣布,他们正在积极进行QC研究,有时与QC价值链上游的公司合作。一些声明来自宝马、戴姆勒和大众汽车。他们都在研究材料科学的量子模拟,旨在提高电池和燃料电池的效率、安全性和耐久性。博世的研究重点是通过QC 解决偏微分问题。虽然基于这项研究的量子计算应用可能还需要五到十年的时间,但是原始设备制造商已经在一些领域展示了成功的QC 试验,例如车辆路径(示例3 ) 示例3 汽车领域的量子计算目前仅局限于一些特定的应用,例如交通流优化和路线。 汽车领域的量子计算应用(选定公司) 推进量子计算在汽车领域的应用 与每一项新技术一样,QC 依旧存在许多不确定性,特别是与竞争硬件技术相关的。公众对QC团队的进展肯定反应不一,有些人可能会发现很难克服负面反应。尽管QC 硬件行业快速发展,即使是世界上最大的汽车制造商也不太可能拥有自己的物理QC 系统,至少最初是这样。相反,他们可能会开发自己的算法,并在合作伙伴的基于云的QC 系统上运行。 汽车业者面临的一个早期挑战是建立一支坚实的人才队伍。由于最初的需求可能很小,三到五名专家和“量子翻译”全职从事QC 研究和应用,所以填补这一空白似乎是可行的。例如,用QC 语言培训最敏锐的IT 人员,并将经典问题转化为量子就绪的公式,可能就能做到这一点。当团队成员开始钻研技术时,应该允许他们进行实验。他们的工作将主要集中在使用QC 来增强HCP ,而不是将人力工作自动化。总的来说,在大公司的IT 预算中,开始QC 计划所需的资源非常少。 量子计算应用需要发展的战略 考虑到QC发展的不确定性,公司必须了解他们在不同的时间范围内对技术的各种选择。尽管QC 至少在10 年内不会在大多数企业实现商业可行性,但汽车企业仍应在短期内(未来一到两年)寻找机会。作为第一步,他们可以开始在价值链中寻找一个位置,建立研究伙伴关系和知识产权,组建一个小团队,并建立惯例。潜在的合作者可能包括大型科技公司、学术机构、政府实验室和量子软件运营的初创企业、开发人员和其他专家。从短期、中期和长期来看,企业还应寻找潜在的投资或合资机会,同时要记住,市场上很多投资者只关注少数几个目标,而且风险很大。 在中期(从现在起5 到10 年),参与者应该优先考虑应用程序开发,并构建有重点的功能。在这个过程中,他们应该选择领先者,将团队规模扩大到中型,并使第一批试点和原型投入使用。他们还应努力成为重点领域的创新者。 从长远来看,十年以后,企业应该通过QC来获得技术优势,在重点领域建立竞争优势,开始扩展核心能力。 作者: Ondrej Burkacky、Niko Mohr、Lorenzo Pautasso 后台回复:“量子计算”,获得麦肯锡报告英文原文 — END —

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    发表于2021-7-9
    最后回复 益诣咀 2021-7-9 09:20
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  • 融合量子通信和量子计算启科量子发力新一代量子网络
    【环球网科技综合报道】7月8日消息,“量子通信的应用场景广阔,目前,在智慧城市、轨道交通、政务网和运营商里面都已经实现了应用。”近日,启科量子在北京举办的“量子赋能·非凡征途”2021产品发布会上,启科量子首席执行官(CEO)陈柳平在接受记者采访时说道。 此外,在发布会上,启科量子还展示了在量子通信和量子计算领域的科技成果和阶段性研发产品,包括新一代QKD(量子密钥分发)设备、 QKD专用光芯片以及分布式离子阱量子计算机工程机等。 启科量子首席执行官(CEO)陈柳平 对于量子通信技术,陈柳平解释称,数据传输过程中可能会产生泄密或者是被别人窃听的情况,量子通信可以保护数据传输中的安全。“不管是采用光纤通信,还是自由空间,量子通信都可以保护数据传输安全。” 经过近20年的发展,我国在量子通信领域跻身全球领先地位,形成了自主可控的产业链,培育和集聚了一批覆盖核心器件研发、产品设备制造、业务应用开发等各环节的企业。对此,陈柳平在采访中也提到,量子通信产业即将走向“芯片化、小型化、国产化”,国产量子通信产品已在多个行业实现布局。 现阶段,启科量子的量子通信产品涵盖量子保密通信网络核心设备、量子保密通信网络运维产品、量子安全应用产品和核心组件四大类。 值得注意的是,陈柳平认为,“现阶段的QKD产品,普遍存在着光学模组体积大、稳定性差、成本高且生产周期长的问题。”“启科量子研发出QKD专用光芯片QOIC-280量产后,不仅能满足启科设备的需求,还可同时满足相关公司、研究所或高校等单位开发QKD设备的需求,最终推动QKD行业标准化发展。”他解释道。 启科量子量子计算执行总监韩琢 量子计算具有经典计算无法比拟的信息携带和并行处理能力,能够在某些计算问题上提供指数级加速,受到世界主要国家和科技企业广泛的关注。 离子阱和超导是目前相对领先的两种量子计算实现体系。据介绍,离子阱技术利用射频电磁场来囚禁离子,并利用囚禁离子的两个原子能级作为量子比特。量子比特具有完全等同、相干时间长的优势,可实现任意配对的高保真度量子逻辑门。并且囚禁离子可以发射出与原子能级纠缠的光子,具有天然的量子互连优势,是实现分布式量子计算的最佳物理体系。启科量子是现在国内唯一一家基于离子阱技术开发工程化量子计算机的公司。 对于量子计算和量子通信的关系,启科量子量子计算执行总监韩琢解释道,“量子计算是矛,量子通信是盾,因为矛可以攻破现有的加密体系,那就需要更强烈的盾去防护它。”目前,启科量子通过量子通信和量子计算双轮驱动,对于设计并构建新一代量子互联网具有扎实的技术基础。 量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。量子科技发展要坚定不移走自主创新道路,要突破关键核心技术。据悉,启科量子团队在量子通信领域拥有20多年的研究与实践经验,实现了关键核心技术的自主可控、安全可信。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-9
    最后回复 应云亭 2021-7-9 04:56
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  • 融合量子通信和量子计算 启科量子发力新一代量子网络
    【环球网科技综合报道】7月8日消息,“量子通信的应用场景广阔,目前,在智慧城市、轨道交通、政务网和运营商里面都已经实现了应用。”近日,启科量子在北京举办的“量子赋能·非凡征途”2021产品发布会上,启科量子首席执行官(CEO)陈柳平在接受记者采访时说道。 此外,在发布会上,启科量子还展示了在量子通信和量子计算领域的科技成果和阶段性研发产品,包括新一代QKD(量子密钥分发)设备、QKD专用光芯片以及分布式离子阱量子计算机工程机等。 启科量子首席执行官(CEO)陈柳平 对于量子通信技术,陈柳平解释称,数据传输过程中可能会产生泄密或者是被别人窃听的情况,量子通信可以保护数据传输中的安全。“不管是采用光纤通信,还是自由空间,量子通信都可以保护数据传输安全。” 经过近20年的发展,我国在量子通信领域跻身全球领先地位,形成了自主可控的产业链,培育和集聚了一批覆盖核心器件研发、产品设备制造、业务应用开发等各环节的企业。对此,陈柳平在采访中也提到,量子通信产业即将走向“芯片化、小型化、国产化”,国产量子通信产品已在多个行业实现布局。 现阶段,启科量子的量子通信产品涵盖量子保密通信网络核心设备、量子保密通信网络运维产品、量子安全应用产品和核心组件四大类。 值得注意的是,陈柳平认为,“现阶段的QKD产品,普遍存在着光学模组体积大、稳定性差、成本高且生产周期长的问题。”“启科量子研发出QKD专用光芯片QOIC-280量产后,不仅能满足启科设备的需求,还可同时满足相关公司、研究所或高校等单位开发QKD设备的需求,最终推动QKD行业标准化发展。”他解释道。 启科量子量子计算执行总监韩琢 量子计算具有经典计算无法比拟的信息携带和并行处理能力,能够在某些计算问题上提供指数级加速,受到世界主要国家和科技企业广泛的关注。 离子阱和超导是目前相对领先的两种量子计算实现体系。据介绍,离子阱技术利用射频电磁场来囚禁离子,并利用囚禁离子的两个原子能级作为量子比特。量子比特具有完全等同、相干时间长的优势,可实现任意配对的高保真度量子逻辑门。并且囚禁离子可以发射出与原子能级纠缠的光子,具有天然的量子互连优势,是实现分布式量子计算的最佳物理体系。启科量子是现在国内唯一一家基于离子阱技术开发工程化量子计算机的公司。 对于量子计算和量子通信的关系,启科量子量子计算执行总监韩琢解释道,“量子计算是矛,量子通信是盾,因为矛可以攻破现有的加密体系,那就需要更强烈的盾去防护它。”目前,启科量子通过量子通信和量子计算双轮驱动,对于设计并构建新一代量子互联网具有扎实的技术基础。 量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。量子科技发展要坚定不移走自主创新道路,要突破关键核心技术。据悉,启科量子团队在量子通信领域拥有20多年的研究与实践经验,实现了关键核心技术的自主可控、安全可信。 原文章作者:环球Tech,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 鄂书仪 2021-7-8 21:04
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  • 一文看懂量子计算机
    网络上对于量子力学有这么一句调侃:“遇事不决,量子力学“,这是网友的调侃也是现实印象。 量子理论因为它难懂的理论和部分人的吹嘘,逐渐变成了一种近似玄学的存在,还衍生出许多诈骗手段,如量子速读、量子记忆、量子治疗等等,反正解释不清楚的都交给量子就对了,也让不少人看到量子二字就跟诈骗画上了等号,量子表示自己都懵了啊,你们诈骗的锅凭什么让我背。 量子计算 但其实量子理论,在正途上已经有不少实际应用了,特别是在量子计算领域,20 世纪 80 年代就出现了量子计算机的雏形。 2007年,加拿大公司成功研制出一台具有 16 昆比特的“猎户星座”量子计算机,2019年,科技巨头谷歌表示,其研发的量子计算机成功在3分20秒时间内,完成传统计算机需1万年时间处理的问题,并声称是全球首次实现“量子霸权”。 就在2021 年 6 月 28 日,中科大中科院量子信息与量子科技创新研究院的研究团队发表了一篇名为《利用超导量子处理器实现量子计算优越性》的文章,文中中科大团队宣称使用祖冲之号超导量子计算系统中的56个qubit,实现了比当年 Google Sycamore 处理器 53 个 qubit 强 2~3 数量级的量子优越性。 文章指出,「祖冲之号」将现存功能最强大的超级计算机需 8 年完成的任务样本压缩至最短 1.2 小时完成,从而证明了量子计算的巨大优越性。 有句话是这样说的,谁掌握了量子计算,就掌握了下一次工业革命。 量子计算到底用什么原理,去超越已经出现了近百年的电子计算机呢?今天就来为大家简单地解读一下,什么是量子计算。 量子原理 我们先来了解下什么是量子?说到量子,其实绝大部分人都听过与量子有关的经典例子“薛定谔的猫“。 1935年,一个叫薛定谔的人提出一种实验,把一只猫放进一个封闭不透明的箱子中,箱子里面放上一个放射性原子(衰变概率为50%),一瓶剧毒物质。 如果放射性物质发生衰变,装着剧毒物质的瓶子就会被打碎,这样猫就必死无疑,如果粒子不衰变,猫就会活着。也就是说猫的状态由粒子是否衰变决定,粒子是否衰变不知道,猫是生是死不清楚,也就是说猫处于死猫和活猫的叠加状态,只有打开箱子才确定。 这就是量子状态,它同时存在多种状态,并在观察的时候确定下来。 这样的量子状态有什么用呢? 我们都知道计算机语言是由0和1构成的二进制语言,如果我们有两个位置,普通的计算机储存数据只能储存00、01、10、11中的一个数据。 而量子因为它的不确定性,同时可能是0也可能是1,也就相当于同时存储了00、01、10、11四个数据。 随着量子数的增加,量子储存的数据将以2的指数倍不断增加,如果有250个量子,储存的数据将达到2^250个,比宇宙中已知的原子数都多,这就是量子储存。 除了量子储存还有量子计算,同样是两个位置,普通计算只能是计算一次,0+0或0+1或1+0或1+1中的一个,但量子计算可以同时进行0+0、0+1、1+0、1+1四种运算,相当于四台位于平行时空的计算机同时进行计算,计算能力呈指数倍地增长,远超正常的计算机。 但是同时进行4种运算,要怎么确定输出的结果是我们想要的那一个呢? 只能通过概率来确定,比如两位的量子计算,进行四种运算的概率都是25%,最后得出的结果则是25%为0,50%为1,25%为2,并不是一个完全确定的结果,科学家只能进行多次检查来获取更多的结果。 量子计算的局限性 但量子计算的不确定性也就导致了量子计算机很难成为通用计算机。量子计算机更多是定制型的计算机,运用于情报传输、密码破译等方面。 现在网络上的加密手段一般都是加密者出一道题,答案可能有十万种,而密码是其中一个,普通计算机理论上也能够解密出来,但花费的时间可能就要天荒地老了。 但在量子计算机下,78%的概率是A,6%的概率是B,多试几次很快就能把密码破解出来,量子计算的出现对加密体系是个巨大的冲击。 还有现在火热的加密货币比特币,作为加密货币它其实就是一个公开的算法的结果,只是因为这个算法很复杂,用普通计算机需要很长时间去计算,才使得比特币具有稀缺性和价值性,如果有人针对比特币的算法开发出量子计算机,凭借超强算力可以轻松攻破比特币的算法,也就没有稀缺性和价值了。 量子计算的算力在理论上比普通计算机高多了,如果能够实际应用,信息爆炸的程度将以指数级的增长。 当然,量子计算机目前仍在初级阶段,如何利用量子设计出一套算法,以及怎么控制量子计算的概率让它更倾向于我们想要的结果,这都是需要科学家们继续探索和攻克的难题。 相信在不久的将来,量子计算机肯定会绽放出绚烂的光彩。 原文章作者:明天再学吧,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 巫马炎 2021-7-8 20:40
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  • 全球领先 真正国产!量子化学软件ChemiQ正式版来了
    3个月前,本源量子团队带来了自主研发的量子化学应用ChemiQ 2.1尝鲜版,并承诺会尽快带来正式版。如今,这一承诺在三个月后正式兑现,ChemiQ正式版来了! ChemiQ正式版下载地址: https://qcloud.originqc.com.cn/chemistryIntroduce 量子计算化学软件 从技术设想走向产品落地 量子化学模拟是量子计算最重要的应用之一,可以帮助化学研究者正确描述强关联性和复杂系统,为新材料与新药物研发带来革命性突破。 6月18日,本源量子团队发表了量子化学应用软件ChemiQ的预印版论文,以帮助广大量子计算与量子化学研究者,全面、系统、详细地了解软件功能与优势,更好地利用这一量子化学模拟工具进行开发研究。 论文地址: https://arxiv.org/abs/2106.10162 ChemiQ量子计算化学软件,可以适配量子虚拟机和量子计算机,能够可视化构建分子模型、快速模拟基态能量、扫描势能面、研究化学反应,最终以图形化形式展示量子计算结果。伴随着量子计算机技术的快速发展,ChemiQ预计可以在化学合成、药物研发、材料设计和能源开发等领域带来广泛而深刻的计算效率影响,曾经阻挡在经典化学桎梏下的计算化学范畴内的普遍性难点都有望被一一解决。 比如: [*]大体系复杂分子态计算 [*]过渡态理论的修正 [*]高精度计算分子间弱相互作用 [*]原子核量子效应的模拟 [*]大尺度(纳米至微米)模拟及多尺度嵌套模拟 [*]准简并体系的电子结构问题 另外,我们深知“伯乐与千里马”的道理,再好的量子计算化学工具,如果不能真正给相应的行业创造实际的价值,也终是无用。 因此,在今年的6月29日,由本源量子牵头国内多家生物化学行业知名企业参与的国内首个“量子计算生物化学行业应用生态联盟”正式成立,标志着我国生物化学行业正式进入“量子计算”赛道。本源量子在量子化学领域的深厚积累必将在量子计算时代,助力我国生物化学行业实现量子优势。 全是干货!ChemiQ 2.1正式版更新说明 相较于之前版本,ChemiQ 2.1正式版的模拟计算更加高效。通过增加多种参数和方法升级,计算速率和线路深度都进行了显著优化,这使我们能够在这一版本支持引入更多元素。 界面操作和分子构型 更便捷的界面操作,支持用户自主调配主界面:移动、删除、缩放 更全面的可用元素库 支持H (氢)—Ar (氩)前18种元素在分子模型中构建和计算 操作流畅的分子拼接,一键加氢、一步断键,减少琐碎步骤 实时返回势能曲线计算结果,便于用户捕捉信息 分子模型参数新增,增加【sto-6g】作为基组可选,【角度】作为坐标可选 更丰富的参数配置供使用者自定义参数组合 映射(Mapping):Mapping方法能将费米子算符转换为量子比特的形式,并能有效地节约量子计算资源。 ChemiQ 2.0 已有:Jordan-Wigner变换、Bravyi-Kitaev变换、Parity变换 ChemiQ 2.1 新增:本源自主研发的Segment-Parity变换 拟设(Ansatz):Ansatz是将制备好的分子初态演化到量子线路上的方法。 ChemiQ 2.0 已有:UCCS、UCCSD ChemiQ 2.1 新增:Hardware-Efficient、 Symmetry-Presvered 优化(Optimization):将拟设中涉及的参数送往优化进行迭代,从而制备出最低基态能量。 ChemiQ 2.0 已有:Nelder-Mead、Powell、Gradient-Descent ChemiQ 2.1 新增:COBYLA、SLSQP、 L-BFGS-B ChemiQ社区&生态 在使用过程中有任何想法,用户可通过帮助—反馈意见直接投递,帮助我们打造功能更丰富的应用。 若有任何技术相关的疑惑,也欢迎通过本源量子社区地址发表话题,我们会及时回复,共同构筑完善的社区生态。 原文章作者:本源量子计算,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 舍焖 2021-7-8 19:33
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  • 56比特!潘建伟团队「祖冲之号」展示量子计算优越性,超越谷歌
    机器之心报道 机器之心编辑部 「祖冲之号」在芯片硬件、保真度和量子计算软件上都实现了业内领先。 6 月 28 日,由中科大中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队提交了一篇名为《利用超导量子处理器实现强量子计算优越性》的文章。 在该研究中,研究者表示使用祖冲之号超导量子计算系统中的 56 个量子比特,实现了比当年 Google Sycamore 处理器 53 个量子比特强 2 至 3 个数量级的量子优越性。 文章指出,「祖冲之号」将现存功能最强大的超级计算机需 8 年完成的任务样本压缩至最短 1.2 小时完成,从而证明了量子计算的巨大优越性。 不论是从量子比特数目、保真度,还是在 T1 寿命等指标上,祖冲之号的超导量子计算系统都实现了国内领先,全球前三的水平。 论文链接:https://arxiv.org/abs/2106.14734 在该论文上传 arXiv 后,即引起了大家广泛的关注。在知乎热榜上,有网友表示,「在资金、人员投入远远少于 Google 的情况下,取得现在的成绩很是不易。」 这篇在预印版平台上提交的论文,根据格式来看可能将投至《物理评论快报》PRL 上,按照正常审稿流程,它还需要经过一段时间才算正式发表。 实现 56 比特量子优越性 从论文中,我们可以看到潘建伟团队实现量子优越性的关键数据。 下图为祖冲之号量子处理器示意图。如图(a),该处理器由两块蓝宝石芯片组成,一块载有 66 个量子比特和 110 个耦合器,每个量子比特都与相邻的四个量子比特相接,处于边界处的量子比特除外;另一块载有读出器和控制线及布线。这两块芯片与铟柱直线对齐并且边界相连。图(b)是量子比特个耦合器的简化电路图。 在这项工作中,研究者选取了其中的 56 个量子比特来展示随机电路采样,这些量子比特经过优化以实现经典模拟中的最佳计算复杂度。下图 2 展示了单量子比特门、双量子比特门和选取的 56 个量子比特的读出性能(readout performance)。 为了具体描述该量子处理器的整体性能,研究者采用随机量子电路(random quantum circuit )采样任务来进行基准测试。随机量子电路是展示量子计算优势的典型代表,并在认证随机比特、误差纠正和流体动力模拟方面具有潜在应用。 下图 3 为 56 个量子比特随机量子电路操作。该电路可分为 m 个周期,每个周期有一层单量子比特门和双量子比特门。 下图 4 为随机量子电路的实验结果。(a) 具有 15-56 量子比特和 10 个周期的随机量子电路的结果。(b) 56 量子比特和 12-20 个周期的随机量子电路的结果。 祖冲之号 2019 年,潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的超导量子实验团队先后实现了保真度达到 70% 的 12 比特超导量子芯片和 24 比特的超导量子处理器,这两项研究成果均在《物理评论快报》上发表。 在今年 5 月份,潘建伟团队 Science 发布论文宣称成功研制出 62 比特可编程超导量子计算原型机「祖冲之号」,目前在国际上超导量子比特数量最多,并在此基础上实现了可编程的二维量子行走(quantum walk)。 文章链接:https://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/05/science.abg7812/tab-figures-data 量子行走是经典随机游走的量子力学模拟,也是量子模拟、量子搜索算法以及通用量子计算中非常强大的一种工具。在潘建伟团队此次的研究中,他们研制出了一个包含 62 个功能性量子比特的 8x8 二维方形超导量子比特阵列,并使用该装置演示了高保真单粒子和双粒子的量子行走。 下图为 62 比特超导量子处理器的布局和架构,其中 A 为二维示意图,B 为量子比特阵列单元的电路图,C 为量子比特标签: 二维超导量子比特阵列上的量子行走相关演化过程如下图所示: 此外,得益于量子计算原型机的高度可编程性,研究者通过调制量子比特连接的拓扑结构实现了一个马赫 - 曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪,其中量子 walker 在干涉和射出之前沿两条路径运动,实现了可编程的双粒子量子行走。 通过调整演化路径上的障碍,研究者观察到了单个和两个 walker 的干涉条纹。 下图左为单粒子 Mach-Zehnder 干涉仪,图右为 Mach-Zehnder 干涉仪中的两个 walker: 随着激发数和处理器尺寸的增加,多个 walker 的实现将推动我们在超导量子系统上实现量子优越性。 研究者表示,这项研究成果是该领域的重要里程碑,有助于未来大规模量子应用在中型量子处理器上的进一步实现。 此次在祖冲之号上,实现超越谷歌的量子优越性,也是大秀了一把肌肉,赶超国际的水平令人惊叹。 原文章作者:机器之心Pro,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 盯袈 2021-7-8 18:22
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  • 启科量子发布会上揭幕新产品,通过量子通信和量子计算赋能产业
    今天 (7月6日) 上午,启科量子在北京举办了“量子赋能·非凡征途”2021产品发布会,发布会上启科量子展示了公司在量子通信和量子计算领域的科技成果和阶段性研发产品,包括新一代QKD设备“QCS-288”、QKD专用光芯片“QOIC-280”以及分布式离子阱量子计算机“AbaQ-1”工程机。 图1|启科量子产品发布会 (来源:启科量子) 1. 量子通信 启科量子官方表示,团队已在量子通信领域拥有20多年的研究与实践经验。而现阶段,公司的量子通信产品涵盖量子保密通信网络核心设备、量子保密通信网络运维产品、量子安全应用产品和核心组件四大类。 发布会上,量子客通过启科量子首席执行官陈柳平的讲解得知,目前国内量子通信产业发展有四大趋势,即芯片化、小型化、国产化及标准化。 图2|启科量子首席执行官陈柳平 (来源:启科量子) 他认为,现阶段的QKD产品,普遍存在着光学模组体积大、稳定性差、成本高且生产周期长的问题。而针对这些问题,启科量子研发出QKD专用光芯片QOIC-280。 该芯片实现量产后,不仅能满足启科设备的需求,还可同时满足相关公司、研究所或高校等单位开发QKD设备的需求,最终推动QKD行业标准化发展。 启科量子最新推出的QKD设备QCS-288,可兼容光芯片QOIC-280,通过升级内嵌光芯片的系统,实现降低使用成本、设备小型化等目标。 应用领域是量子通信产业化的关键。针对于此,启科量子通信产品已经在多个真实场景里实现应用,现在正通过融合创新实现应用场景拓展。 图3|QKD专用光芯片“QOIC-280” (来源:启科量子) 2. 量子计算 现阶段,有多种制备量子计算机量子比特的技术路线,如低温超导、离子阱、光量子等。启科量子采用离子阱方案,是目前国内唯一一家采用此技术路线的公司。国外有IonQ和霍尼韦尔等。 离子阱技术利用射频电磁场来囚禁离子,并利用囚禁离子的两个原子能级作为量子比特。量子比特具有完全等同、相干时间长的优势,可实现任意配对的高保真度量子逻辑门。 且囚禁离子可以发射出与原子能级纠缠的光子,具有天然的量子互连优势,是实现分布式量子计算的最佳物理体系。 启科AbaQ系列工程化离子阱量子计算机,体现了分布式离子阱量子计算的特点,且该系统具有可扩展性以及维护便利等优点。 图4|分布式离子阱量子计算机“AbaQ-1”工程机 (来源:启科量子) 目前我国量子科技产业已进入协同推进的新发展阶段,启科量子与合作伙伴如宁算科技、某纳米药业公司,开展应用探索和产业推动,通过量子科技为更多行业赋能。 且这种合作交流不仅限于国内,启科量子发布会现场,美国技术开发公司MagiQ的首席执行官Dr. Berzanskis表示,今后将与启科量子开展更多的沟通交流。 的确,像IBM、谷歌、微软这样的科技巨头,过去已经积累了稳定的产业合作经验和工具。因此,在产业合作研究时能一呼百应。 而初创公司层面,除了建立信任外,还需要独立建立合作工具来帮助不同的产业融合,需要稳定上游通力合作,因此会花费几倍甚至几十倍的精力才能建立起来。面对这样的挑战,企业无法开发出合理工具,就会降低产业界融合的质量。 再者,量子计算准入门槛特别高,产业界并不那么容易能直接进入量子计算直接参与开发谋划。 全球量子计算产业一路狂奔的目的,都是期望未来能将量子计算机的影响力,推向“可用场景”及“有用场景”,真正开花在产业界。 #科技快讯##科技圈今日大事件##中国##科技##计算机# 声明:此文出于传递高质量信息之目的,若来源标注错误或侵权,请作者持权属证明与我们联系,我们将及时更正、删除,所有图片的版权归属所引用组织机构,此处仅引用,原创文章转载需授权。 原文章作者:量子客,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 孟杰秀 2021-7-8 15:13
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  • 融合量子通信和量子计算,启科量子将打造新一代量子网络
    当前,以量子信息技术为代表的量子科技蓬勃发展,成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,也成为全球技术创新的竞争高地。 7月6日,启科量子在北京举办了“量子赋能·非凡征途”2021产品发布会,来自政府、高校、合作企业、研究机构、投资机构、权威媒体等200多位嘉宾出席本次发布会,共同见证了启科量子的“硬核”研发力和产品力。 作为国内领先的量子信息设备制造及服务提供商,启科量子在本次发布会上,展示了公司在量子通信和量子计算领域的科技成果和阶段性研发产品。 包括新一代QKD(量子密钥分发)设备、 QKD专用光芯片以及分布式离子阱量子计算机工程机。 从“XIN”出发,瞄准关键核心技术 经过近20年的发展,我国在量子通信领域跻身全球领先地位,形成了自主可控的产业链,培育和集聚了一批覆盖核心器件研发、产品设备制造、业务应用开发等各环节的企业。 量子科技发展要坚定不移走自主创新道路,要突破关键核心技术。 启科量子团队在量子通信领域拥有20多年的研究与实践经验,实现了关键核心技术的自主可控、安全可信。现阶段公司的量子通信产品涵盖量子保密通信网络核心设备、量子保密通信网络运维产品、量子安全应用产品和核心组件四大类。 启科量子首席执行官陈柳平表示,目前国内量子通信产业发展有四大趋势,即芯片化、小型化、国产化及标准化。 他表示,现阶段的QKD产品,普遍存在着光学模组体积大、稳定性差、成本高且生产周期长的问题,针对这些问题,启科量子研发出QKD专用光芯片QOIC-280。 该芯片实现量产后,不仅能满足启科设备的需求,还可同时满足相关公司、研究所或高校等单位开发QKD设备的需求,最终推动QKD行业标准化发展。 启科量子最新推出的QKD设备QCS-288,可兼容光芯片QOIC-280,通过升级内嵌光芯片的系统,实现降低使用成本、设备小型化等目标。 应用领域是量子通信产业化的关键。 启科量子通信产品已经布局了政务网、智慧城市、大数据中心、智能汽车、轨道交通等多个领域,产品化能力已经在用户群体中得到充分锤炼和验证,现在正通过融合创新实现应用场景拓展。 深“算”远谋,打造未来算力引擎 量子计算具有经典计算无法比拟的信息携带和并行处理能力,能够在某些计算问题上提供指数级加速,受到世界主要国家和科技企业广泛的关注。 离子阱和超导是目前相对领先的两种量子计算实现体系,启科量子是现在国内唯一一家基于离子阱技术开发工程化量子计算机的公司。 离子阱技术利用射频电磁场来囚禁离子,并利用囚禁离子的两个原子能级作为量子比特。量子比特具有完全等同、相干时间长的优势,可实现任意配对的高保真度量子逻辑门。 并且囚禁离子可以发射出与原子能级纠缠的光子,具有天然的量子互连优势,是实现分布式量子计算的最佳物理体系。 启科AbaQ 系列工程化离子阱量子计算机,其总体设计突出体现了分布式离子阱量子计算的特点。 离子阱节点以中国鼓的形式进行模块化设计,提高了系统的扩展性,为以后节点扩容提供便利。 工业设计上融合了人体工程学原理,提高了系统的使用舒适性和维护便利性,各种细节设计兼顾科技感和便利性。 同行共赢,开启量子科技非凡征途 目前我国量子科技产业已进入协同推进的新发展阶段,启科量子积极与合作伙伴开展应用探索和产业推动。 如与宁算科技合作,将量子通信和量子计算应用于智能网联汽车、电力无线网、智慧城市等领域; 与某纳米药业公司合作,将量子计算应用于新药研发等等,通过量子科技为更多行业赋能。 在积极拓展国内合作领域的同时,启科量子也高度重视国际交流合作,发布会现场的跨洋连线环节中,MagiQ(全球首家量子信息商业公司)首席执行官Dr. Berzanskis表示,今后将与启科量子开展更多的沟通交流。 启科量子将继续以开放的心态,与国内外一流企业和研究机构保持交流借鉴,与全球伙伴一起探索前进、同行共赢。 勇立潮头,奋楫争先。启科量子双轮驱动,左轮量子通信,右轮量子计算,对于设计并构建新一代量子互联网具有扎实的技术基础。 未来,启科量子将坚持不懈推进“让数据更安全,让计算更高效”的愿景,开启量子科技非凡征途,推动我国量子技术及产业的持续创新和高速发展。 启科量子官网: http://www.qudoor.cn — 完 — 量子位 QbitAI · 头条号签约 关注我们,第一时间获知前沿科技动态 原文章作者:量子位,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 骏肴津 2021-7-8 12:29
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  • 无人关心中国“夺回”量子计算霸权
    作者| 宇多田 出品| 虎嗅科技组 封面| “九章”量子计算机 当这几天国内大家被“数据权力”夺走大部分注意力时,几乎没有人注意,5天前中国在“量子霸权”上取得的新成绩,其实一直在国外持续发酵。 这里仅截取两个报道 因为这个成绩某种程度上代表着,中国技术团队在真正意义上“击败”或“可以取代”谷歌在2019年取得的“量子霸权”成绩。 谷歌2019年公开的量子计算机Sycamore,左边人为CEO皮蔡 很多人都记得两年前,也就是2019年10月,谷歌的54个量子位量子处理器 Sycamore 成为世界上第一个实现“量子优势”(或被称为“量子霸权”)的处理器。 这个由理论物理学家John Preskill在2011年提出的,听起来异常霸气的词汇,其实仅代表了一个简单的含义:未来一定会有明确证据来证明,量子计算机能够解决经典计算机无法解决的问题。 其实,这个谷歌在2019年发布的奇异机器之所以被誉为划时代突破,就在于提供了第一个明确的证据——他们用量子计算机解决了一个名为“随机量子电路采样”的问题。 譬如,对一个53比特20个cycle的电路采样一百万次,在量子计算机上需要200秒,而谷歌自称,用当时世界上最强的经典超级计算机则需要一万年(被后来IBM经典计算机团队跳出来狂锤,说只要2.5天)。 这个成果被大肆报道后,“量子计算机”这个命题开始在全球大国和发达国家中引起堪称狂热的重视(譬如德国,部署堪称神速,是除中国和美国最重视量子计算的国家)。 终于,在2020年12月,大家的眼球又被潘建伟、陆朝阳领导的中国量子计算技术团队所吸引,因为他们带头研制的53量子位光子量子计算机“九章”,在某种程度上也实现了“量子霸权”—— 论文称,九章在200秒内完成了一项复杂的任务,如果要当时世界上最快的超级计算机“富岳”号做,则需要6亿年。 “九章”量子计算机 的确很了不起。但全球对这个结果的争议不小。 很多科学家认为,“九章”只能出这一个狠招——“求解高斯玻色取样”,做其他任务或许并不能达到很好的效果。 这就好比一枚在解决某个问题性能爆棚的AI专用芯片,与通用型芯片CPU的区别。所以很多人觉得,谷歌的Sycamore更加实用,而九章趋向于“专业”。 但是,就在6月29日,一篇论文出现在网站 ArXiv(这是一个可以证明论文原创性的知名文档预收录服务器)——潘建伟与朱晓波教授带领的中国技术团队在中国量子计算机“祖冲之”上,用实验验证了使用超导量子位达成“量子优势”(也就是“量子霸权”)。 如果你持续关注量子计算机消息,那么应该对“祖冲之”不陌生。它作为中国自研的第二个量子计算机,在2021年5月横空出世时,曾引起过中国媒体的争相报道。但也就止于“基础信息介绍”了,除了一些人在知乎上讨论外,它很快就消失在大众视野中。 “祖冲之”的 二维超导量子位芯片原理,来自中国科技大学 而中国科技大学团队(上海),就是在这台66量子位的超导型量子计算机上,处理了2019年谷歌解决的那个计算问题——对随机量子电路的输出分布进行采样。 而结果是,他们使用了其中56个量子位(比谷歌多出3个),用1.2小时就完成了采样。而这个结果需要当前最强大的传统超级计算机用时8年。 6月29日出现在ArXiv上的论文 用你最擅长的方式打败你 5天来,“祖冲之赢得量子优势”的相关消息与论文,如今正在全球量子计算科研圈和国外媒体中持续发酵。 根据《新科学家》杂志的说法,谷歌Sycamore与“祖冲之”都选择解决了同一个问题——涉及到模拟量子电路并从其输出结果中抽取随机数。而这个问题,已经成为证明量子计算的基准问题。 “这个问题出现的理论基础很难被总结,涵盖了‘随机矩阵理论’、‘数学分析’、‘量子混沌’、‘计算复杂性和概率论’等等。 但重要的是你要清楚,解决这个问题需要的时间,随着更多量子比特加入系统而呈指数增长。这就让经典超级计算机很快不堪重负,因此成为非常合适的‘量子优势’测试平台。” 因此,如果从字面看,谷歌用53量子位耗时3分30秒完成了采样,而中国的量子计算机则用56个量子位耗时1.2小时完成相同任务,似乎不叫“超越”。 (用脚趾头想想,量子计算这种“鬼魅之物”,是能用字面意思去搞的吗!) 但量子科学家们曾多次强调,增加量子计算机的位数并不困难,但精确控制每一位非常难,而解决这个问题无疑要考验“精准控制的能力”。要在高保真控制和读出单个微波光子态(量子位)的条件(这两个条件是非常重要的指标)下实现56个量子位可扩展性,难度要比53个量子位增加了无数倍。 无论从错误率还是保真度,论文里称都达到了顶级水平。 所以,《新科学家》杂志也直接给予了一个这样的评价:“中国的量子计算机团队已经解决了一个至少比当时(谷歌)难度高100倍的问题。” 此外,知乎上也有物理领域研究人士,在7月1日便刊出谷歌Sycamore与祖冲之的“对比”,并给出了自己的看法——“祖冲之”跻身世界顶尖水平。 图片来自知乎优秀物理答主“少司命”的回答,悬铃木就是谷歌的 Sycamore 。 图片来自知乎答主“国产小栗旬” 其实很多人都容易忽略一个问题,就是“谷歌Sycamore”“九章”和“祖冲之”背后的技术路线。 虎嗅根据现有公开资料查到,构建量子计算机的物理体系包括光量子、量子点、离子阱、超导、冷原子、金刚石色心与核磁共振等等。 而如今的主流(也可以被认为是发展较快)三大技术体系分别是“超导量子”、“光量子”和“离子阱”。 很明显,“谷歌Sycamore”与“祖冲之”都是走的的超导技术路线。根据论文中的介绍,“祖冲之”就是一台可以同时操纵多达66个量子位的二维可编程超导量子处理器。 此外,大部分世界顶级的技术公司,譬如一直在量子计算领域穷追不舍的IBM和英特尔,都选择了这个路线来参与世界量子霸权竞争。 IBM的53位量子计算机Q 而“九章”则属于“光量子”物理体系。比较两者实现的运算机制,光学的逻辑门操作主要通过偏振片实现,而超导的逻辑操作则要通过施加射频信号来实现。 但是,有量子技术专家告诉虎嗅,与超导相比,虽然光子可在室内低温运行,也有“相干时间长的优点”,但“做到灵活且精准操纵”还是个难点。 而上面我们讲过的那个测试量子计算性能的标杆性问题——“随机量子电路采样”需要对量子比特进行精准操控,这直接关系到量子计算机的通用性。 因此,涉及到通用性难题,这个路线一直没有太多企业愿意深入去研究。 有趣的是,具有量子比特品质高、相干时间较长等特质的“离子阱”路线,虽然诞生早于超导,但一直有点默默无闻,直到近两年才愈加受到全球企业级市场的关注。 除了在量子计算领域埋头啃了10年的工业巨头霍尼韦尔,在2020年研发出了离子阱量子计算机以外,目前世界存在的极少数量子计算创业公司之一IonQ(孵化于量子计算研究很有名的美国马里兰大学),也推出了基于“离子阱”的32量子位量子计算系统,并计划上市。 IonQ 在2020年10月发布的新一代离子阱量子计算机。新系统有32个量子位(IBM 和谷歌的机器只有50个) ,但他们称降低了错误率,使新系统的保真度达到99.9%。 所以,与“光量子路线取得一定成就,但颇具应用争议”的九章相比,很大程度上,2021年横空出世的“祖冲之”更像是中国技术团队奋起直追,在“超导”这个大家相同的赛道上,解决了难度系数更高的问题。 可谓“以其人之道,还治其人之身”,在全球量子计算技术的通用性进展上又迈出了属于中国的一步。 英国物理学家、量子光学教授、伦敦帝国理工学院高级研究员Peter Knight昨天给予了公开回应,称赞这是一个令人印象深刻的进步——因为性能随量子位数量的增长会呈指数级增长,而性能增长就意味着更快速的收益。 “我很兴奋,这个实验证明了‘我们以为是正确的但却没有被证明过’的事实:只有多加几个量子位就能打败传统机器(业内一般认为50量子比特是一个超越传统计算机的基准)。 所以你想想(逐渐停滞)的摩尔定律,就意味着建立更好的计算机,只需要在量子处理器上加一把量子位。 所以,这里面就存在着一个‘量子摩尔定律’——这意味着量子比特的数量正以指数方式增长。” 写在最后:持续保持清醒,这只是一小步 又把中国的第二代量子计算机“祖冲之”再夸一遍,是想明确告诉大家,中国的量子计算水平的确正在跻身世界顶级行列。但这并不意味着我们真的超越了国外的技术水平,也不意味着量子计算机离真正落地实用有多么近。 的确,与普通的计算机位只能存储“0或1”不同,,量子比特既可以存储0,也可以存储1,可以通过一种叫做叠加的概念来存储两者的组合,这意味着什么? 意味着量子计算机的处理能力会随着量子比特数的增加而呈指数级上升。举个例子,量子计算机如果有N比特,那么可以一次对2的N次方进行运算,相当于在经典计算机上计算2的N次方次,可以解决后者无法解决的大规模计算难题。 极其了不起。但解决这些难题,是有同样多的附加条件的,譬如,究竟得多大规模。 我最近看到了一些有趣的趋势。由于全球的量子计算概念火爆到泡沫浮起,一批又一批国外的量子计算研究者,终于愿意从小隔间里走出来,向大众“科普”真正的量子计算究竟是什么样子的。 譬如,一个名叫Scott Aaronson的颇为有趣的量子计算研究员,就公开吐槽“全球都在吹捧量子计算机无所不能”的荒谬现实: “你可能听说过,量子计算机是种神奇的超级机器,它将很快通过‘在不同的平行宇宙中尝试所有可能的答案’(这里就是指量子计算的并行性)来治愈癌症和全球变暖。 我一直在抱怨这种卡通化的想法,试图解释我认为更微妙但更具讽刺意味的事实。作为一名量子计算机研究者,我把这当作一项公共服务和我的道德责任。 如果一个商业或科技记者可以诚实地告诉读者就好了,但现实是‘看,在引擎盖下面藏着这些深奥的量子技术,但你只需要理解底线:物理学家即将建造更快的计算机,它将彻底改变一切。’ 但最大的问题是,量子计算机不会彻底改变一切。 是的,他们可能有一天在几分钟内解决一些特定问题,但(我们认为)这些问题将比传统计算机上的宇宙年龄还要长。而大多数专家认为,量子计算机对于许多其他重要问题的帮助微乎其微。 此外,尽管 Google 和其他公司最近发表了可信声明,称自己已经实现量子加速,但这只是针对特定的、深奥的基准测试(我参与设计了测试)。在破译密码和模拟化学等实际应用中,量子计算机的体积和可靠程度足以胜过传统计算机,但这还有很长的路要走。” 量子计算的每一步成功都值得庆贺,但也都是“漫漫基础技术研究长河”中的一小瓢水,希望每个人都能对所有诸如“厉害了,量子计算机完全超越经典计算机”这种耸人听闻的标题下的真相,保持自己的思考。 我是虎嗅科技组的傅博,今天歪个楼写个量子计算。主要关注半导体、自动驾驶、智能制造。(,一起讨论爆料,请务必备注身份) 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-8
    最后回复 兀霜史 2021-7-8 05:00
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  • 本源量子推出国产超导量子计算云平台向全球用户开放真实量子计算...
    近日,本源量子正式上线自主研发的超导量子计算云平台,其基于超导量子计算机——悟源,面向全球用户提供真实的量子计算服务。 紧跟国际先进,中国量子计算工程化第一步! 量子计算作为下一代信息技术的核心,有望帮助人类超越经典技术的瓶颈,实现远超当前的算力飞跃。当前,全球主要国家与各大科技公司都在持续加大对量子计算领域的投资强度。 本源量子此次发布的超导量子计算云平台基于本源量子自主研发的超导量子计算机——悟源,搭载6比特超导量子处理器夸父 KF C6-130,保真度、相干时间等各项技术指标均达到国际先进水平。悟源是一台能够脱离实验室环境,稳定运行的超导量子计算系统,也是国内率先实现工程化的量子计算机。 本源量子作为国内领先的量子计算企业,致力于让量子计算技术走出实验室,真正地服务人类社会。为了实现这一目标,本源量子一直在努力推动我国量子计算机的工程化发展。2018年,本源量子推出国内首个量子计算机控制系统,成为全球第三个制造出该系统的商业公司。此次更是推出第二代32比特量子计算机控制系统,为下一步研制更高位数的量子计算机奠定了坚实基础。 http://p1.itc.cn/images01/20200912/ee616ec504d14f4a9694dabafc645b05.jpeg 李国阳 安徽省科技厅副厅长 填补国内空白,真实量子计算机云服务面向全球用户开放 当前量子计算机仍需要严苛的运行环境与复杂的辅助设备,这些系统造价高昂,普通用户很难接触。为了让更多的用户体验、学习、探索量子计算,国际主要的量子计算公司都开发了各自的量子云平台,使用云技术连接用户与真实的量子计算设备。 http://p5.itc.cn/images01/20200912/ed86723594464a2b9ead5b89b422b3e2.jpeg 郭光灿院士 中国科学院院士、中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室主任、本源量子联合创始人兼科学顾问 悟源将通过本源量子云平台,向用户免费提供基于6比特真实超导量子芯片的计算服务。 本源量子在2017年推出了国内首个量子计算云平台,此次正式接入悟源超导量子计算机,为用户提供真实量子计算服务。目前,本源量子云是国内唯一一个向普通用户提供真实量子计算服务的量子云平台,填补了该领域的国内空白。同时,为满足普通用户的体验需求与专业用户的开发需求,平台提供了图形化编程与代码编程两种量子计算在线编程方式。 本源量子云的开放将有助于各行业开发人员、学者共同探索量子计算的实际应用,创造更多价值。为确保服务长期可靠,保证每一个环节都能实时响应并得到正确的执行结果,本源量子还在同时搭建五套同等的悟源系统,互为备份,保证真实量子计算的服务长期开放。 未来,本源量子云将同IBM Q Experience、微软Azure、亚马逊Braket等平台一起,为全球用户提供优质的量子云服务。 http://p2.itc.cn/images01/20200912/93676a0e3b944258ba6f940f9add5d6b.jpeg 孔伟成博士 合肥本源量子计算科技有限责任公司董事长 典型量子计算应用落地,助力探索行业应用 为了让用户更好地理解、使用本源超导量子计算云平台,开发出更为多样与实用的量子算法与量子程序,本源量子还推出了复杂网络排序应用、手写数字识别应用、用户偏好行为预测应用,三款典型的量子计算编程应用。三款应用基于目前成熟的量子算法,由本源量子团队使用自主研发的量子编程框架QPanda与量子编程语言QRunes开发。 其中,复杂网络排序应用可以对复杂网络节点进行重要性综合评价,探究网络影响力最大化问题;手写数字识别应用通过量子神经网络的模型构建实现线路的参数训练;用户偏好行为预测应用通过实现量子关联规则挖掘算法,加速挖掘分析复杂关联数据之间的内在联系。 未来,本源量子将依托本源量子计算产业联盟OQIA,整合上下游资源,为相关行业用户提供量子计算机整机搭建、行业应用开发、量子软硬件定制等服务,助力量子计算产业发展。 http://p9.itc.cn/images01/20200912/cca5904a958540098d1736910d0c1e97.jpeg 此次本源超导量子云平台的上线,是量子计算从较低技术成熟度的科学研究走向更高技术成熟度的标志,对量子计算产业的发展具有重大意义。本源量子已在研发下一代24比特超导量子芯片与量子计算机控制系统,预计在明年底推出60比特的悟源超导量子计算机。 原文章作者:热点安徽,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-7
    最后回复 吱绳 2021-7-7 18:29
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  • 中国“量子之父”展示量子计算优越性,比谷歌强2-3个数量级
    近日,有中国“量子之父”潘建伟带领中国科学技术大学相关研究团队,取得了量子领域的突破性研究成果。 在整个团队的共同努力下,最终在“祖冲之号”量子计算原型机上使用56比特展示了量子计算优越性,值得一提的是,这一成果与当年谷歌53个比特相比,强了2-3个数量级。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-7
    最后回复 冯斑承 2021-7-7 15:45
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  • 对标谷歌!中国「量子之父」潘建伟实现量子计算优越性
    来源:zhihu 编辑:yaxin, Priscilla 【新智元导读】近日,在未发表的预印本中,潘建伟团队在「祖冲之号」量子计算原型机上使用56比特展示了量子计算优越性,比当年谷歌53个比特强 2-3 个数量级。 近日,中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队在量子领域取得了最新成果。 在发表的论文 Strong quantum computational advantage using a superconducting quantum processor 中,中科大团队在「祖冲之号」量子计算原型机上展示了量子计算优越性。 论文地址:https://arxiv.org/pdf/2106.14734.pdf 目前该论文是arXiv预印本,还未正式发表。 对标谷歌「量子霸权」 2019年,谷歌首次使用53量子比特的量子处理器展示了量子优越性。 不同于之前的「九章」光量子平台计算机,最新可编程超导量子系统对标2019年下半年谷歌第一次实现量子优越性的工作。 那么,此次在超导体系上实现的量子优越性与谷歌实现的有何不同? 为了表征整个系统的性能,团队运行了随机量子线路采样的基准测试,测试系统规模最高可达56量子比特和20个周期。 56量子比特随机量子线路采样 据团队估计,这项任务的经典模拟的计算成本,要比当年谷歌 Sycamore 处理器 53 个 qubit 强 2-3 个数量级的量子优越性。 「祖冲之号」将现存功能最强大的超级计算机需 8 年完成的任务样本压缩至最短 1.2 小时完成,从而证明了量子计算的巨大优越性。 「祖冲之号」器件示意图 当年谷歌证明的是,对一个53量子比特20个cycle的电路采样一百万次,量子计算机需要200秒的时间,用目前人类最强的经典的超级计算机则需要一万年的时间。 另外,两个芯片在对这些量子比特进行操作和读取时发生错误的概率相比如何? 通过数据的比较,可以看出两者的性能较为接近,代表着国际领先水平。 基于以上,中科大研究团队此次的工作,展现了一个明确的量子计算优势,这是经典计算在合理时间范围内无法完成的。 结果显示,「祖冲之号」实现了平均99.86%的高保真度单量子比特门,和平均99.41%的双量子比特门,以及平均95.48%的读出。同时,对多个量子比特进行同步门操作。 量子行走 同样在一个月前,潘建伟团队在science上发表了一篇成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机「祖冲之号」,并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。 量子行走(Quantum walk,QW)是经典随机行走在量子力学中的拓展,区别于经典随机行走,由于量子具有叠加态的特性,粒子在格点中行走的特性需要用量子力学的波函数统计规律来诠释。 量子行走本身可以模拟多体物理体系的量子行为,理论上最终可用于通用量子计算。 该论文使用一个8*8的二维超导量子比特方格,其中包含62个功能量子比特,以显示多个(两个)量子行走如何穿越二维量子比特阵列,并在过程中进行干扰。 超导量子处理器的布局与结构 作者还能够对量子所遵循的路径进行编程,展示了一个马赫-曾德尔(MZ)干涉仪,其中单个或多个量子行走者在干涉和退出一个端口之前连贯地穿越两条路径。 结果展示了基于超导的量子处理器在模拟大规模量子系统方面的潜力。 「红专并进,理实交融」是中科大的校训,潘建伟等人的研究团队近日发表的文章,展示了我国目前在量子计算领域的最新成果,同时也是一份献给党百年华诞的贺礼。 在国际纷争的大环境下,希望我国有更多不同领域的科研团队,继续埋头苦干,在更多领域取得重大新进展。 参考资料: http://www.zhihu.com/question/468741820 https://www.zhihu.com/question/468741820/answer/1971268726 http://www.360doc.com/showweb/0/0/984615640.aspx —完— 欢迎点赞~ 关注 新智元 及时了解人工智能新动态~ 原文章作者:新智元,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-7
    最后回复 缑希月 2021-7-7 14:51
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  • 量子计算“吸金”但离商业化较远 业内呼吁资本关注量子加密技术
    量子科技作为新兴的前沿行业,近年来取得了令人瞩目的成就,这些成就为投资者展示了量子科技的巨大前景,量子科技也正在成为风投蜂拥的领域。 研究机构The Quantum Insider数据显示,今年上半年,全球量子领域投资总额已经超过了2020年全年,达到13亿美元。2020年全球量子投资总额首次突破了10亿美元,相当于此前四年的总和。 根据The Quantum Insider的数据,近年来,全球量子技术的投资多达三分之二都集中于量子计算领域,其中包括量子计算硬件、软件或全栈公司,而来自量子安全、量子传感和成像等领域的公司获得投资较少。 乐观的风险投资者希望在五到十年内实现通用量子计算机。这使得量子计算领域千万级美元以上的投资不占少数。今年5月,加拿大光量子计算公司Xanadu融资1亿美元;6月,法国中性原子量子计算公司Pasqal宣布融资2500万欧元;今年早些时候,量子计算操作系统公司Riverlane融资2000万美元,中国的本源量子也融资数亿元人民币。 全球已有多家量子计算相关企业宣布了上市计划。离子阱量子计算公司IonQ确定将通过SPAC收购在纽交所上市,融资6.5亿美元,估值20亿美元;霍尼韦尔量子解决方案公司和剑桥量子计算公司宣布合并,新公司将在年内上市。此外,美国OTC挂牌公司Quantum Computing也申请将在纳斯达克上市。 但与此同时,量子技术尤其是量子计算相关技术投资的迅速增长也引发了一些研究人员的担忧,他们认为这些技术距离实际应用还很远,为了迎合投资人,初创公司不得不作出一些不切实际的承诺。“伴随着资本的进场,量子技术市场可能已经在全球营造了一个巨大的泡沫。”日内瓦大学教授尼古拉·吉森(Nicolas Gisin)对第一财经记者表示。 还有从业者认为,目前大部分的投资集中于距离实际应用依旧较远的量子计算领域,而对于更有市场化前景的量子加密技术的投资依旧不足。 “资本市场对于量子计算的发展过于乐观,但量子计算离真正解决问题还相去甚远,现在处于极早期技术积累阶段,仍以科研工作为主,在可预见的未来,并不能带来任何可实用化的产品获得商业回报。”从事量子加密技术应用的公司夸密(Quakey)创始人兼CEO张文卓对第一财经记者表示。 但量子加密技术听起来不如量子计算有“爆炸性”,这也是资本投入相对较少的因素。张文卓认为,从赛道角度来看,量子计算机最可能的实用方向就是秒破现在的非对称密码体系。“这就势必升级成量子加密来对抗,也就是说量子计算的赛道越大,量子加密的赛道也就应该越大。”他说道,“但现在资本市场忽略了这一已经能够实现大规模应用的赛道。” 也有专家表示,量子技术的使用程度应该由有需求的市场用户说了算。“目前量子科技领域的确存在一些夸大其词的现象,但也不乏理性的声音。”量子计算初创公司EeroQ联合创始人Johannes Pollanen表示,“在任何情况下,企业都必须对投资者完全诚实,永远不要屈服于非科学投资者的压力。” 原文章作者:第一财经,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-7
    最后回复 皋然淋 2021-7-7 12:36
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  • 应用前景广阔,量子计算或对互联网行业产生颠覆性影响(附股)丨行业...
    12月4日,量子科技概念表现活跃,浩丰科技、蓝盾股份、国盾量子、科大国创等多股拉升。 中国科学技术大学今日宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。业内认为,“九章”的出色表现,牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位。 今年10月,量子科技板块在A股市场横空出世,相关概念股集体上涨,多家上市公司回应了量子科技相关业务问题。 什么是量子计算? 据中国科技新闻网,量子计算(Quantum Computing)是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式,即利用量子叠加和纠缠等物理特性,以微观粒子构成的量子比特为基本单元,通过量子态的受控演化实现计算处理。 2019年9月,美国谷歌公司推出53个量子比特的计算机“悬铃木”,首次实现了“量子优越性”。 2020年12月,中国的量子计算原型机“九章”求解数学算法高斯玻色取样只需200秒,而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。 部分制药行业高管预估,量子模拟可将药物发现率提高5%到10%,并节省15%到20%的研发时间。波士顿咨询(BCG)预测,到2030年,在制药行业,量子计算市场规模将达200亿美元,化学、材料科学等科技密集型产业的规模将达70亿美元。 量子科技喜迎重磅利好 10月16日,中共中央政治局举行第二十四次集体学习,提出提高量子科技理论研究成果向实用化、工程化转化的速度和效率,积极吸纳企业参与量子科技发展,促进产学研深度融合和协同创新。 10月21日,科技部表示,下一步,在十四五高新技术发展的规划布局上,科技部将按照加快形成新发展格局的战略要求,着力来解决高质量发展需要与科技创新能力不足的矛盾。加强前瞻部署和大力发展以智能技术和量子技术为特征的新一代高新技术,打造我国高新技术的先发优势。 《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出,加强基础研究、注重原始创新,优化学科布局和研发布局,推进学科交叉融合,完善共性基础技术供给体系。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。 量子科技有望加速发展,相关概念股值得关注 当前量子科技主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域。 中金公司表示,量子计算在开发新药、破解密码,以及人工智能等领域有广阔的应用前景。虽然量子计算可能在短期无法实现商用,但其商用后对现有互联网(如电商)、半导体行业可能造成的颠覆性影响,吸引各国科技巨头积极投资。量子通信方面,政府、金融等部门存在一定投资需求。我国量子通信在全球处于领先水平。未来,在投资驱动下我国量子通信网络有望进一步完善,同时科学家也会朝着量子隐形传态技术进行攻艰。 华安证券认为,随着基础研究带来技术突破,量子科技产业即将迎来第二次发展浪潮。当前量子计算距离商业化仍有距离,重点关注量子通信产业,建议关注基础元器件供应商,核心设备制造商,网络建设运营商以及下游应用层。 第一财经广告合作, 请点击这里 此内容为第一财经原创,著作权归第一财经所有。未经第一财经书面授权,不得以任何方式加以使用,包括转载、摘编、复制或建立镜像。第一财经保留追究侵权者法律责任的权利。 如需获得授权请联系第一财经版权部:021-22002972或021-22002335;banquan@yicai.com。 文章作者 李燕华 原文章作者:第一财经,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-7
    最后回复 疮邸嘎 2021-7-7 09:22
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  • 融合量子通信和量子计算启科量子将打造新一代量子网络
    当前,以量子信息技术为代表的量子科技蓬勃发展,成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,也成为全球技术创新的竞争高地。7月6日,启科量子在北京举办了“量子赋能·非凡征途”2021产品发布会,来自政府、高校、合作企业、研究机构、投资机构、权威媒体等200多位嘉宾出席本次发布会,共同见证了启科量子的“硬核”研发力和产品力。 启科量子首席执行官陈柳平发表演讲 作为国内领先的量子信息设备制造及服务提供商,启科量子在本次发布会上,展示了公司在量子通信和量子计算领域的科技成果和阶段性研发产品,包括新一代QKD(量子密钥分发)设备、 QKD专用光芯片以及分布式离子阱量子计算机工程机。 从“XIN”出发,瞄准关键核心技术 经过近20年的发展,我国在量子通信领域跻身全球领先地位,形成了自主可控的产业链,培育和集聚了一批覆盖核心器件研发、产品设备制造、业务应用开发等各环节的企业。 量子科技发展要坚定不移走自主创新道路,要突破关键核心技术。启科量子团队在量子通信领域拥有20多年的研究与实践经验,实现了关键核心技术的自主可控、安全可信。现阶段公司的量子通信产品涵盖量子保密通信网络核心设备、量子保密通信网络运维产品、量子安全应用产品和核心组件四大类。 启科量子首席执行官陈柳平表示,目前国内量子通信产业发展有四大趋势,即芯片化、小型化、国产化及标准化。他表示,现阶段的QKD产品,普遍存在着光学模组体积大、稳定性差、成本高且生产周期长的问题,针对这些问题,启科量子研发出QKD专用光芯片QOIC-280。该芯片实现量产后,不仅能满足启科设备的需求,还可同时满足相关公司、研究所或高校等单位开发QKD设备的需求,最终推动QKD行业标准化发展。启科量子最新推出的QKD设备QCS-288,可兼容光芯片QOIC-280,通过升级内嵌光芯片的系统,实现降低使用成本、设备小型化等目标。 应用领域是量子通信产业化的关键。启科量子通信产品已经布局了政务网、智慧城市、大数据中心、智能汽车、轨道交通等多个领域,产品化能力已经在用户群体中得到充分锤炼和验证,现在正通过融合创新实现应用场景拓展。 深“算”远谋,打造未来算力引擎 量子计算具有经典计算无法比拟的信息携带和并行处理能力,能够在某些计算问题上提供指数级加速,受到世界主要国家和科技企业广泛的关注。 离子阱和超导是目前相对领先的两种量子计算实现体系,启科量子是现在国内唯一一家基于离子阱技术开发工程化量子计算机的公司。离子阱技术利用射频电磁场来囚禁离子,并利用囚禁离子的两个原子能级作为量子比特。量子比特具有完全等同、相干时间长的优势,可实现任意配对的高保真度量子逻辑门。 并且囚禁离子可以发射出与原子能级纠缠的光子,具有天然的量子互连优势,是实现分布式量子计算的最佳物理体系。 启科AbaQ 系列工程化离子阱量子计算机,其总体设计突出体现了分布式离子阱量子计算的特点。离子阱节点以中国鼓的形式进行模块化设计,提高了系统的扩展性,为以后节点扩容提供便利。工业设计上融合了人体工程学原理,提高了系统的使用舒适性和维护便利性,各种细节设计兼顾科技感和便利性。 同行共赢,开启量子科技非凡征途 目前我国量子科技产业已进入协同推进的新发展阶段,启科量子积极与合作伙伴开展应用探索和产业推动,如与宁算科技合作,将量子通信和量子计算应用于智能网联汽车、电力无线网、智慧城市等领域;已经与某纳米药业公司合作,将量子计算应用于新药研发等等,通过量子科技为更多行业赋能。 在积极拓展国内合作领域的同时,启科量子也高度重视国际交流合作,发布会现场的跨洋连线环节中,MagiQ(全球首家量子信息商业公司)首席执行官Dr. Berzanskis表示,今后将与启科量子开展更多的沟通交流。启科量子将继续以开放的心态,与国内外一流企业和研究机构保持交流借鉴,与全球伙伴一起探索前进、同行共赢。 勇立潮头,奋楫争先。启科量子双轮驱动,左轮量子通信,右轮量子计算,对于设计并构建新一代量子互联网具有扎实的技术基础。未来,启科量子将坚持不懈推进“让数据更安全,让计算更高效”的愿景,开启量子科技非凡征途,推动我国量子技术及产业的持续创新和高速发展。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-6
    最后回复 段曼蔓 2021-7-6 21:55
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  • 罗兰贝格|量子计算的突破何时到来?
    引言 没有人知道量子计算何时可以为全球的现实应用做好准备。但已经很明显的是,该项技术具有改变整个经济和社会的潜力。对欧洲各行各业的高管进行的一项调查发现,企业期望量子计算在未来十年对业务模式产生越来越大的影响:多数受访者期待超快计算技术带来重大变革,因为它将有助于加速正在进行的数字化转型并引发全新的变革。因此,近三分之二的高管打算在他们的战略规划中更加重视这个主题。 量子计算的突破何时到来? 本文作者:罗兰贝格全球高级合伙人Martin Streichfuss、全球合伙人Michael Alexander、全球合伙人Frederik Hammermeister、以及高级顾问Alexander Heuer 内容摘要 尽管仍存在着新型冠状病毒肺炎和一些尚未解决的技术问题,对于量子计算的乐观似乎已经在许多欧洲企业中占据主流。在我们调查的不同行业和国家的高管中,大部分都认为当量子计算机得到广泛应用时,“数字化转型”的速度将会得到提升。 人们普遍认为,汽车、制药、化工、金融和交通运输行业是最有可能被颠覆的行业。在这些领域,从比特到量子比特的转换将对现存商业模式和价值链产生最大的影响。出于这个原因,高管们还计划在未来的战略规划中赋予量子技术更大的地位。 虽然近年来量子计算确实取得了相当大的进步,但我们的分析显示,一些技术障碍依旧存在。举个例子,该技术容易出现故障,并且不容易去规模化应用。然而,令人惊讶的是,这似乎并没有削弱投资该领域的普遍意愿。政府和全球各地的风险资本家都在进行创纪录的投资,因此,很有可能会产生足够的动力去触发一个技术突破。 不想错失良机的公司现在就应该制定量子战略。我们认为有四个重要步骤: 1.密切关注技术进步并迅速采取相应行动 2.获得关键战略合作伙伴的支持 3.为量子时代升级IT基础设施4.释放你的想象力并审视自己的商业模式 01 不确定性与机遇:一种新的乐观主义正在蔓延建立一个通用的量子计算机的进展近年来,量子计算领域的研究以不可否认的速度发展。成功的报道蜂拥而至。研究人员不得不在实验室里煞费苦心地准备单个量子比特或“量子位”——量子计算中信息的基本单位——的日子一去不复返了。量子比特的实现的位数正在稳步上升,量子计算机的原型机也越来越强大。就连跨国公司也参与了建造第一台通用量子计算机的竞赛。很明显,这种对“量子至上”的追求一定有原因——即量子计算机相对于传统计算机的优越性。简单来讲,当量子计算机解决了传统计算机无法解决的任务或解决了传统计算机需要耗时很久的项目时,量子至高无上的地位便被认为得到了证明。研究人员对这一里程碑的实际实现时间存在争议。举例来说,谷歌认为这一里程碑已经得以实现。该公司的科学家最近进行了一项实验,该实验运用他们的53-量子位量子计算机进行了随机抽样计算。谷歌认为,传统的超算机进行类似的计算要耗时10000年。但如果你问IBM,谷歌的竞争者,这个实验只是充其量证明了一种“量子优势”。根据IBM的研究人员,谷歌量子计算机进行的计算可以用传统计算机在两天半内完成,而且更加精确。对于IBM和谷歌的意见分歧,这里有一种简单的解释:他们的结论基于不同的假设。谷歌的量子研究人员在他们的比较中只考虑了传统计算机的最大RAM(随机存取存储器),而IBM包括了可用的硬盘存储空间。后一种方法是更合理的,因为它更接近于现如今实际发生的情况,即大量数据首先存储在硬盘上。事实上,谷歌的实验室实验和IBM的反向模拟都是软件工程领域最令人印象深刻的成就。 谷歌的53量子位计算机不适合解决日常问题。但谷歌的实验表明,至少在理论上,量子计算机完成任务的速度要比传统计算机快得多。2020年12月,在谷歌宣布成功后的14个月,中国研究人员再次证实了这种量子优势的存在。 商界对这些成功的消息有何反应? 最近几个月,尤其是是欧洲公司,对量子计算的看法发生了变化吗? 他们可能从哪些应用中获益?如果量子计算能够实现,哪些行业将会被最大程度地改变?我们将在下文中讨论这些问题。然而,我们首先简单地解释量子计算是如何工作的。 “线性叠加”意味着一个量子粒子可以同时以几种状态存在。 因此,薛定谔的猫可能有70%的死亡和30%的存活。02什么是量子计算?在量子力学的帮助下,进入一个新的计算机时代要理解量子计算,我们首先需要深入量子力学的奇妙世界——在这个世界里,经典物理的规则并不适用,并且量子力学的发现有时会奇怪地令人不安。据报道,就连量子理论之父之一的埃尔温·薛定谔也曾说过:“我不喜欢它,我对我曾经和它有过的任何关系表示抱歉。”薛定谔关于一只假想的猫的著名思想实验,这只猫可以同时被认为是死的和活的,这说明了量子理论的一个关键原理:状态的线性叠加。“线性叠加”是指一个量子粒子可以同时以不同的比例以几种状态存在。更准确地说,量子力学讲的是找到处于某种状态的量子粒子的概率。薛定谔的猫因此可能有70%的概率死亡和30%的概率存活。为了找出实际情况,我们必须进行测量。对于薛定谔的猫这一例子而言,测量便意味着打开盒子,观察盒子中的真实情况。1、量子位和呈指数式增长的计算力量子计算机与传统计算机几乎没有任何共同之处。传统的计算机使用比特,对比特只有两种状态:0或1。这种限制不适用于量子计算机。他们的信息单位是更强大的量子比特。 量子比特是像电子这样的量子粒子,它们的两种状态有不同的概率,就像我们上面看到的那样。一个量子比特有两种可能的描述:一种可能的状态1,另一种可能的状态0。然而,一旦进行了测量,即使量子粒子也只能处于一种状态。测量前的两个概率之和总是1,即100%。一般来说,状态的概率是可以准备、改变和测量的。这是用它们进行计算的先决条件。尤其值得注意的是,特别值得注意的是,任何数字都可以用一个量子比特的状态概率来表示——这是一个古典计算机不可能完成的任务。 2、现实问题与易出故障的技术 然而,事实上,量子比特的纠缠给我们留下了一个问题。为了得到计算的结果,每个量子位元的概率也必须已知。这意味着它们必须被测量、评估和检查错误。量子纠缠导致状态的数量呈指数级增长,同时我们需要控制所有不同的值,这些是好事同时也是坏事。在量子计算的世界里,区分“物理量子位”和“逻辑量子位”已经变得很常见。逻辑量子位是校验过的,可以用于算术运算而不受进一步的限制。关键问题是:需要多少物理量子位才能获得一个逻辑量子位?简单的答案是1000。所以,如果我们需要1000个逻辑量子位,我们就需要一台总共有100万个物理量子位的量子计算机。创建这种计算机是几乎不可能的任务。从今天的技术能力来看,探讨何时可以实现,如果的确可以,是几乎不可能的。3、量子的突破难道是一个幻觉?技术障碍太大而无法克服吗?我们不这么认为,许多硬件开发人员都在努力克服这些挑战,这意味着至少有一个实现量子技术突破的现实机会。IBM的量子路线图设定了100万量子位的门槛,该公司正在全力以赴实现这一目标。其他7家公司正在效仿。近年来,致力于这个问题的硬件开发人员的数量也在稳步增长。目前,超过85个组织正在试图建造量子计算机。03做好迎接颠覆性技术的准备了吗?对不同行业的影响要估计一个刚刚兴起的行业的市场规模是很困难的。但在量子计算方面,人们做了很多尝试。例如,预测者基于对当前的超级计算机市场的观察,试图推断出量子计算机未来的潜在市场。我们认为,任何这种尝试从根本上来说都是有缺陷的。正如我们下面所展示的,量子计算打开了一扇通往不同全新应用的大门。从今天的视角来推断这些未来应用的经济价值是几乎不可能的。此外,量子计算机不会使传统计算机完全过时:即使有了量子计算机,在某些领域比特依旧优于量子比特。量子技术究竟会在多大程度上改变现有市场,这个问题依旧悬而未决。在我们看来,当量子计算机实现市场成熟时,它们将对许多不同行业的许多商业模式产生巨大影响。新的商业模式将会出现。无论批评家怎么想,行业依旧持乐观态度——我们对欧洲经理人的调查证实了这一事实。1. 关于“量子准备”的高管调查个别公司尝试量子计算的新“使用案例”的报道很常见。汽车公司、银行和化工行业走在了前面。但是,其他行业的高管如何看待这项新技术呢?量子计算在他们的战略考量中有任何影响吗?他们是否从最新的技术进步和成功案例中得出了正确的结论?为了找到这些问题的答案,我们调查了来自欧洲所有不同行业的110位高管。我们的目标是获得尽可能有意义的关于量子计算的普遍感受的的描述。结果很有启发性。绝大多数的受访者相信量子计算中使用的商业模式将在未来的十年内大大改变他们自己的组织或公司。要么因为技术将加速已经发生的改变(42%),或是因为量子计算会导致全新的颠覆(23%)。 有趣的是,在绝大多数公司的战略考量中,量子计算还没有发挥主要作用。只有一小部分受访者(8%)表示,他们在规划时特别考虑了即将到来的转型。鉴于他们对前一个问题的回答,这有点自相矛盾:高管们意识到这个话题的重要性,但还没有采取任何行动。一种解释可能是首先需要克服变革的内部阻力,或者是量子计算预期的好处依旧遥遥无期的事实。然而,情况即将发生变化。近三分之二的受访者(63%)认为,量子计算应该在他们未来的公司议程中占据重要地位。2. 四个关键应用量子计算机可以以许多不同的方式使用。我们确定了四个关键的应用领域,它们可以真正发挥作用:最优化问题、模拟、机器学习和密码学。其他用例很可能会在将来添加到这个列表中;一旦量子计算机被更广泛的用户所尝试,全新的、迄今无法想象的应用将可能出现。下面,我们将简要介绍量子计算机目前最重要的四个用例。我们已按我们认为它们将在实践中逐渐证明有效的顺序进行了排序。因此,“最优化问题”是第一位的。最优化问题已经在原型量子计算机上进行了处理,很可能代表着量子计算的首次成功应用。另一方面,模拟和机器学习可能需要更长的时间,因为它们需要更强大的计算机和一种新的算法。排在最后面的是密码学,因为在这里需要拥有100万或更多量子位的量子计算机(见上文)。 a. 最优化问题 当面临涉及许多变量的最优化问题时,传统计算机很快就达到了极限。在实践中,使用了简化,往往导致次优结果。量子计算机做事情的方式不同。借助叠加,他们可以同时研究所有可能的解。因此,他们能够处理一个全新层次的优化问题。即使一开始我们只使用绝热量子计算机,它不能保证找到全局最优解(也就是说,可能的最佳解),它们至少能找到局部最优解(某种类型的解)。一个用传统计算机无法解决的问题就这样可以被量子计算所解决,这可以让物流公司获得决定性的竞争优势。混合解决方案也是可能的。例如,量子计算机可以首先缩小潜在答案的范围,然后传统计算机可以计算出精确的解。这种方法十分有前途,因为它利用了这两种处理器的优点。b. 机器学习人工智能(AI)和机器学习的最新进展在很大程度上是归因于算力的提升。随着硬件变得越来越强大,使用越来越复杂的方法和模型已经成为可能。算力的提升是一种正向的发展,但仅仅使用传统计算机是不可能永远保持这种增长的。根据著名的摩尔定律,密集集成电路中的晶体管数量大约每两年翻一番。但这一定律正不断接近其物理极限。现在已经有很多的晶体管紧密地堆砌在计算机芯片上,这样持续的扩展将变得越来越困难。硬件的指数增长可能即将结束。这是否也意味着数字革命失去势头?简单来说:不一定。量子计算机不像传统的芯片产业那样面临同样的限制。它可以使用全新的算法并且可以更好地训练神经网络。然而,传统的数据首先要转移到量子系统,这需要时间。实际上,转换和重新计算这些数据并不是在所有情况下都是值得的。c. 密码学 数学家彼得·肖尔(Peter Shor)是量子世界的杰出人物之一。早在1994年,他就证明了在量子计算的帮助下,质数因子分解(将一个数分解成几个质数的乘积)是相对容易的。对于大质数,传统计算机需要几十年才能完成这项任务,而量子计算机可能只需要几个小时的时间。 肖尔的发现对基于质因数分解的加密方法有影响。RSA就是这样一种方法,它被用于互联网上的安全数据传输,量子计算机可以相对轻松地击败它。但是其他的方法——AES, SHA-2, SHA- 3——即使使用Shor算法的量子计算机也依旧是安全的。这些方法并不是基于可以被量子计算轻松解决的基础算法。事实上,这些加密方法,已经像RSA一样在互联网上被广泛使用于电子邮件和数据加密。而这在公众讨论中经常被遗忘。因此,即使在量子计算出现后,企业仍要依赖能够实现安全通信的算法也显得尤为重要。d. 什么行业获利最多不同的行业将从量子计算中获得不同程度的好处。在一些行业,它将继续扮演次要角色,然而在其他行业,公司将被迫接受新技术——如果他们想跟上竞争。行业是属于第一类还是第二类,主要取决于它们商业模式“数据密集型”的程度。数据强度可以通过三个v来衡量:容量、种类和速度(数据必须处理的速度)。我们假设数据强度越大,量子计算带来的颠覆就越大。 为了检验我们模型的可靠性,我们将其与行业专家的定性评估进行了比较。当谈到哪个行业将从量子计算中受益最大时,我们的发现和专家的意见惊人地接近。例如,几乎所有的预测都把制造业放在最前面,而对零售业的影响非常微小。专家们一致认为,量子计算将彻底改变我们处理化学物质和活性物质的方式,甚至可能带来新药物和新材料的发现。04展望量子计算的发展正在好转没有人能够认真地预测什么时候——或者确切地说,量子计算领域是否会出现技术突破。即使量子位的数量在目前的53位的基础上每年翻一番,也要花上整整20年才能达到重要的100万大关。这依旧不能解决难以控制的量子位的问题,而且我们在校验方面仍处于起步阶段。首先,用于量子研究的公共支出处于创纪录水平。虽然其他地方的研究预算正在被削减,但大多数国家仍在维持对量子技术的投资。我们相信这个数字在未来几年还会继续上升。子技术(包括量子系统和量子计算机)现在被列为关键基础设施。相应的也可以理解军事部门也对此感兴趣。这些部门传统上就支持对未来技术进行高额投资。第二,风险投资家正在支持量子技术。随着国家慷慨的支出,私人风险资本家也放弃了他们以前的沉默。直到最近,资助量子研究的几乎都是政府以及谷歌和IBM等大型科技公司。许多创投基金保持低调;因为技术似乎太不可靠,回报也太不确定。 第三,量子系统和溢出效应创造了毗连的商业机会。用于建造量子时钟、量子加速计、量子重力仪和其他量子系统的技术,如激光系统和探测器与建造量子计算机的技术类似。第四,量子生态系统正在形成。一个正常运转的生态系统的轮廓正在缓慢但稳定地显现。软件供应商的数量正在稳步增长,它们不再像硬件制造商那样只集中在北美。根据量子计算报告(Quantum Computing Report),目前有80多家软件公司正在致力于将日常问题转化为量子比特的范畴。这些公司也越来越受到风险投资公司的关注。 显然,技术障碍目前依旧存在。但上述四个因素——慷慨的政府支出、风险投资家的积极支持、其他量子领域的溢出效应以及量子生态系统的出现——都可能加速量子计算的发展。换句话说,至少在理论上,量子计算机的性能有可能逐年呈指数级提高,正如许多制造商的预测和许多潜在用户的期盼一样。05对企业的建议为量子时代的到来做好准备1、密切关注技术进步并迅速采取行动量子计算机正变得越来越强大,而且速度越来越快。企业需要密切关注量子计算机取得的任何进展或新的里程碑。实际上,它们应该: 成立一个与企业发展部门紧密联系的科技侦察小组,不断追踪量子科技的进展,并为管理层提出建议 修改他们的产品和创新路线图,以防止对量子技术的应对过时,并及时抓住任何新的机会 产品开发中应用新的模拟技术:快速确定在模拟和虚拟测试方面中,需要在下一次创新飞跃发生之前赶上并缩小差距的任何领域 2、获得关键战略合作伙伴的支持量子计算机既昂贵又难以操作。因此,公司必须寻找能够提高量子适应度的合作伙伴。这将要求在公司内部拥有一个专家团队积极寻找战略合作伙伴。自身处于高科技领域的企业也需要战略科学管理来积极发展量子技术领域的研发伙伴关系和保障技术研发资金。考虑到新兴的量子热潮,在这方面的投资对这些专业公司来说将是双重回报:他们不仅能够获得能力,他们还将确保高投资回报(ROI)。3、为量子时代升级IT基础设施公司必须审核其IT基础设施(包括CRM、ERP、电子邮件和通信系统),并立即替换任何薄弱的加密算法。他们还应该检查自己的产品族谱,确保产品和公司之间的任何数据传输都是安全的。4、释放想象力量子计算机提供了独特的机会。如果单纯地将它们视为现有商业模式的效率提升和优化机器,将无法认识到它们真正的潜力。公司必须从他们的日常业务中抽身而出,问问自己:我们目前有哪些问题缺乏解决方案?量子计算如何帮助我们解决这些问题?在这里,我们建议进行一次独立的审计,这样你就可以把公司外部的新鲜想法纳入到自己的考虑中去。 总 结 强大的量子计算机将会在明年上市,并颠覆我们所知的世界吗?几乎可以肯定不会。那么,这项新技术即使还处于早期发展阶段,要进入日常商业生活还需要20年吗?不可能的。最有可能的是,改变将是渐进的,而不是跳跃式的。正如我们所见,量子计算对某些领域的影响将比其他领域更快。目前没有人知道这种颠覆究竟会在什么时候到来。然而,在不确定的情况下,有一种方法已证明是有效的:用情景假设来思考。罗兰贝格认为,企业越早开始去考虑量子计算越好。任何在组织中实施过全面转型计划的人都知道变革需要时间,越早开始,受益越多。 原文章作者:一点资讯,转载或内容合作请点击 转载说明 ,违规转载法律必究。寻求报道,请 点击这里 。
    发表于2021-7-6
    最后回复 蒲静秋 2021-7-6 16:24
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