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IBM 的焦慮:我才是量子計算界的老大
來源:互聯網   發布日期:2020-01-10 11:54   瀏覽:5843次  值班編輯QQ:點擊這里給我發消息

在 CES 2020 IBM 的站臺上,一個龐然大物吸引了來往人流的目光。這個玻璃外殼的大家伙,就是 IBM 的量子計算機 Q System One,盡管看上去很想老電影中的舊式計算機,但它毫無疑問代表著最前沿的技術。 圖片來自 cnet 對于非行業人士來說,量子計算實在有些遙
 

在 CES 2020 IBM 的站臺上,一個龐然大物吸引了來往人流的目光。這個玻璃外殼的大家伙,就是 IBM 的量子計算機 Q System One,盡管看上去很想老電影中的舊式計算機,但它毫無疑問代表著最前沿的技術。

圖片來自 cnet

對于非行業人士來說,量子計算實在有些遙遠,但實際上,量子力學的相關技術,以及量子計算機,已經開始在越來越多的領域開始被采用,比如醫療金融、網絡安全農業等。

而主流玩家們的軍備競賽,也已經進行了十年有余。IBM 把計算機直接搬到了 CES 現場,毫無疑問是在造勢,它不愿意讓量子時代的“頭號玩家”旁落。

走出實驗室?

量子計算的主要玩家們,在努力讓量子計算機走出實驗室。

去年的 CES 上,IBM宣布推出Q System One,并表示這是“世界上第一個為科學和商業用途而設計的完全集成的通用量子計算系統”,實際上,這一系統于 2017 年推出,IBM 選擇通過云服務開放這臺計算機的強大算力。

今年 IBM 官方表示,在過去的兩年半時間里,有來自 160 多個國家和地區的 106000 多名用戶已經通過云體驗到了量子計算機的強大,期間累計運行 670 萬個程序。

IBM 也介紹了 Q System 生態的發展,網絡社區的合作伙伴方面,近期新增成員包括阿貢(Argonne)國家實驗室、歐洲核子研究中心、埃克森美孚、費米實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室。

而下游客戶方面,在CES 現場,IBM 就演示了與戴姆勒的合作。不少電動車企業都投身到了固態電池的研發中,為了尋找固態鋰電池,對含鋰分子的行為建模,這時候就需要龐大的算力支持,傳統計算機需要大量時間才能完成這樣的運算,而量子計算機可以輕松實現。

這只是其中的一個應用,實際上,IBM 在 CES 上宣布,截至目前,已經有超過 100 家組織使用 IBM 的量子計算服務,包括航空汽車銀行金融,能源,保險電子等行業,大客戶包括達美航空、戴姆勒、摩根大通、安森保險等。

此外,IBM 還表示目前已經有 200 多篇關于量子計算實際應用的第三方研究論文發表。

研究公司 Gartner 的分析師 Matthew Brisse 表示,IBM 的進展證明里量子計算不再只是局限于實驗室。Gartner 的報告還顯示,量子計算的成熟還需要五到十年,但是到了 2023 年,預計將有五分之一的組織(包括企業和政府)預算用于量子計算項目,而 2018 年這一比例不到 1%。

Google 也在 2018 年通過云計算服務開放了自己的量子計算機,而政府和學術研究員將可以免費使用。現在量子計算的應用生態還在建立的初期,企業們很多時候要“賠本賺吆喝”。

算力又翻番了

除了客戶以外,IBM 也展示了其量子計算機在性能上的進步,其 28 量子位的計算機“Raleigh”,已經實現了量子體積(Quantum Volume)翻倍的目標。

單純量子比特數,會導致錯誤率也隨之增加,這時候,量子體積就是一個更客觀、適用性更強的指標,企業用戶可以通過量子體積來很方便地比較兩臺量子計算機算力的差別。

IBM 認為,如果想在下一個十年中的某個時候獲得“量子優越性(Quantum Advantage,也被譯作量子霸權)”,就必須每年將量子體積增加一倍。2018 年,IBM 20 量子位的計算機實現了 8 量子體積,隨后兩年都實現了翻倍的目標,IBM 表示,Raleigh 如今擁有最高的量子體積。

量子體積越高,量子計算機解決現實世界中復雜問題的能力越強,這相當于是量子計算機的“跑分”。而每年翻一倍的規律,也讓量子體積被視為量子計算領域的“摩爾定律”。

IBM 如今越來越越多在公開場合宣傳自己的量子體積標準,這很好理解,一個行業的初期,標準制定是很重要的一步。誰搶先一步制定了標準,未來會有機會獲得更強的話語權。

不過,IBM 在“量子優越性”上的態度還是比較保守的,只是說希望在未來的十年內實現這一目標。

起了大早,不能趕晚集

1982 年,麻省理工學院和 IBM 贊助的一場會議上,Richard Feynman首次提出了量子計算的概念,他認為量子計算機可以模擬其他量子系統,這被認為是最早量子計算機的思想。

從此,科技企業們開始了在量子計算上的投入。

2016 年,IBM 推出 IBM 6 量子比特原型機,2017 年,IBM 又通過其官方博客宣布了 20 量子位的量子計算機問世,并構建了 50 量子比特的量子計算機原理樣機;再到去年的 CES 上,IBM 拿出了全球首臺獨立的商用量子計算機

IBM 在量子計算上的投入巨大,進展也算是一步一個腳印,在 2018 年,IBM 亞太區主席兼 CEO Harriet Green 就曾表示, 量子計算會在 5 年內將成主流,而 IBM 已為該領域投資 380 億美元。

然而,在最近的熱門話題“量子霸權”上,卻是 Google 搶了風頭。

2019 年 10 月,Google 正式在 Nature 發表了相關論文,稱其量子計算機在 200 秒內完成了特定任務的計算。根據實驗中的測量結果,而世界上最快的超級計算機需要 10000 年才能產生類似的結果,由此,Google 宣布率先實現了“量子優越性”。

IBM 看不過去了,馬上站出來揭了短。

在 Google 論文正式發表的前夕,IBM 研究人員發文表示,Google 的試驗有漏洞,所謂 10000 年才能完成是最最保守的估計,這種說法甚至涉嫌誤導;現代的超算只需要兩天半甚至更短的時間,就能完成計算任務,換句話說,Google 的量子霸權站不住腳。

不過論文還是發表了,Google CEO Sundar Picha 回應道:“人類歷史第一家飛機僅僅飛行了 12 秒鐘,沒有實用價值,但它證明了飛機是可以飛的”,這也讓 Google 在量子計算上取得了一定的領先優勢。

兩家的風格多少有些不同,IBM 在應用和客戶上的開拓要相對領先,而 Google 更偏向于技術,但無論是哪個方向,量子計算領域的競爭正在變得越來越激烈。

除了 IBM 和 Google 以外,英特爾、微軟以及亞馬遜等企業都是量子計算的主流玩家。去年 2 月份,AWS推出了量子計算服務 Braket 的預覽版,并成立了 AWS 量子計算中心和量子解決方案實驗室;2018 年 1月,英特爾展示了 49 量子位的超導量子測試芯片“Tangle Lake”;同年 11 月,微軟發布了云上的量子計算工具,企業用戶可以使用它加強傳統計算機的算力……

量子計算仍在非常早期的階段,眼下的巨頭們爭奪的不只是市場份額,而是量子計算領域的話語權甚至未來的定義權,而這注定是一場持續燒錢,且短期內看不到金錢回報的戰爭。

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