量子计算会彻底改变世界,但不宜过度吹捧,需要脚踏实地寻求突破
admin
2023-09-26 19:08:06
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像曾经的AI一样,在技术还不成熟的阶段就过度吹捧,反而不利于技术发展,对初创公司伤害尤其大.业界公司希望通过耐心发展以避免量子寒冬.

一台IBM的量子计算机


一些量子计算观察者宣称,量子寒冬正在到来,在寒冬中,大公司将大幅缩减投入,投资者也将远离业内初创公司.

慕尼黑数学哲学中心的一位物理学家Sabine Hossenfelder在一段2022年11月的视频中声称:”量子寒冬正在来临,曾经吹起来的那些泡泡将会破灭,这是迟早要发生的事.”

量子计算行业在2022年的现状或许正在印证她的预言.上市的量子公司的股价一泻千丈,小公司们也正在寻求抱团取暖.已知的正在进行的业内合并案已有8起.

但是2022年12月份行业内的一个业内会议Q2B上,业内人士则依旧信心满满.各个玩家争相展示取的进步,大公司的研究者们积极讨论进行中的项目,对研究和融资显得更加乐观.

全球量子智能的分析师Doug Finke在Q2B上表示,量子寒冬的说法有点夸张,只是行业参与者可能会受一点冻疮.

量子计算依赖微观粒子的物理特性去完成常规计算机(现有的手机,电脑,甚至超级计算机)无法完成的任务.大规模的能应用于实际应用的量子计算机的问世至少还需要等好几年.

但随着常规计算机的性能已经发展到较高的程度,难以榨出更多的油,量子计算领域的进展还是令人感到鼓舞.即使现在的量子计算机都还只是实验原型,不能完成常规计算机能做的大多数事情.人们依然对量子计算充满期待,期待它能彻底改变世界,能研发出更好的电池,加速金融计算,设计出更高效的飞机,发现新药以及提升AI计算性能.

量子计算领域的专家和创业者们已敏锐地意识到量子寒冬的风险.AI技术的发展经历常被用来作为参考.自从诞生以来,AI曾经在数十年的时间内无法带来实际收益,直至突然爆发.Q2B会议中,多名与会者提到量子计算需要避免AI在早期被过度吹捧的前车之鉴.

一台芬兰的量子计算机


业内人士最关注的是如何将量子计算落地到实际应用.虽然量子计算机还只能解决各个领域中较为简单的问题,但传统行业的大公司,包括摩根大通、福特汽车、空客、宝马、诺和诺德、现代汽车和英国石油公司,都在投入研发和探索试验项目(proof-of-concept,POC).

传统行业大公司的在此领域的投入一般都会选择大大小小的科技公司作为合作伙伴,IBM,谷歌,亚马逊,微软和英特尔都在量子计算领域投入大量资源.除此之外,美国,法国,德国,中国,澳大利亚等政府也在拨付资金支持量子计算技术.

常规的计算机的底层技术基础是二进制运算,一个位要么是1要么是0.量子计算的底层技术完全不一样.它的最小单位是量子比特(qubit),能通过叠加态记录1和0的组合.叠加态通过称作纠缠的微观现象连接起来,能提供远超常规计算机的二进制系统能存储的状态.

现有量子计算机面临的问题是量子比特位数难以提升(IBM的鱼鹰量子计算机有433量子比特),还有量子比特的难以控制性.量子比特非常容易被扰动,从而破坏计算,所以限制了可能操作的数量.已有的最稳定的量子计算机的单次操作错误率大概为千分之一,远高于常规计算机的错误率.目前采用的方法是,将量子计算运行多次后通过统计学手段获取有用的结果.

现有量子计算机为嘈杂的中级量子类型(Noisy Intermediate-Scale Quantum, NISQ).目前还不确定这种类型的量子计算机是否能真正用于解决实际应用问题.

量子计算实验装置


所有的量子计算机设计者都在努力迈向更先进的容错类型时代.容错类型的量子计算机的量子比特更稳定,能聚合组长大期存活的逻辑量子比特,逻辑量子比特可以自我纠错以存活得更久.到了容错类型时代,量子计算机才会真正显示出它的威力.普遍认为至少还需要等5年.

防止过度吹捧是量子计算技术发展途中需要面临的挑战之一.

谷歌在2019年发布过非常吸引眼球的”量子霸权”成果,虽然实际上当时展示的成果中,量子计算机只是在一个非实际应用的学术性任务中打败了常规计算机.加州理工的物理学家John Preskill多年来一直呼吁要避免过度吹捧.现在业内公司更加重视在实际的应用中拿出超过常规计算机的成果.

量子计算技术本身带来的变革潜能巨大,且变革是突破性的,这激起了投资者的兴趣。在过去的14个月里,三家量子计算公司成功上市,均选择了更快的SPAC(Special Purpose Acquisition Company 即特殊目的收购公司)方式,而不是传统的IPO。首先是2021年10月的IonQ,接着是当年3月的Rigetti和8月的D-Wave。

不过,近几个月来,二级资本市场对科技公司并不友好。IonQ的交易价格较上市价格已经腰斩,D-Wave下跌了约四分之三,Rigetti的交易价格约为其初始价格的十分之一,且创始CEO即将离职。

尽管还没有量子计算初创公司失败的案例,但一些收购和合并案例表明,小公司抱团取暖的前景会更乐观。其中,霍尼韦尔量子解决方案与剑桥量子合并,于2021年成立 了Quantinuum;Pasqal于2022年与Qu&Co合并;ColdQuanta(新改名为Infleqtion)收购了Super.tech。

令人感到乐观的是量子计算行业的过度炒作并不普遍。在Q2B会议上,量子计算的倡导者在发表预测时把握了分寸,并对突破何时到来的问题持谨慎态度。关于量子计算技术将被”捧杀”的评论是针对少数个例。

倡导者更愿意谈量子计算技术在持续稳步进展中取得的各项成果。制造商逐渐扩大了量子计算机的规模,改进了软件,减少了阻碍计算的量子比特扰动噪声。业内竞争更加理性,未来数年的技术路线规划也更加耐心。

例如,谷歌在2022年实现了第一个纠错里程碑,预计下一个里程碑将在2025年左右实现,然后在2029年交付真正强大的量子计算机之前,还规划有两个里程碑。Quantinuum和IBM等公司的路线图同样详细。

一台谷歌的量子计算装置


新的量子计算项目不断涌现。AWS此前租用第三方量子计算机在云上开通了Braket服务,现在也公布了自建量子计算机的计划。在Q2B上,由诺和诺德制药公司运营的诺和诺德基金会,宣布将为丹麦哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所的生物科学量子计算机项目提供资金。这项长期项目的目标是在2035年能使用量子计算解决生命科学问题。物理学家Peter Krogstrup Jeppesen离开了微软的量子计算研究职位来领导该项目。

一些初创公司已经感受到资本市场的寒气。Qedma的CEO,Asif Sinay表示,融资更难了.该公司的误差抑制技术旨在帮助从量子计算机中榨取更多可用算力。但Asif Sinay对公司和行业现状比较乐观,现有资金还算充裕,不用急着去拉投资。

加拿大商业发展银行的Duncan Stewart坦言,跟上技术路线图对初创公司至关重要。该银行投资的量子计算初创公司包括魁北克的Nord Quantique,“将根据他们18个月后能否完成技术里程碑而决定生死存亡,”该投资经理说。

但Quantinuum首席运营官Tony Uttley认为,创业困难不会造成量子寒冬。他认为可能有两种情形可触发量子寒冬:出现一家大型量子计算公司停止投入或者整个行业的技术进展停滞不前。

量子计算行业并没有把所有的鸡蛋放在一个篮子里。业界正在探索多种技术实现路线,包括离子捕获、超导电路、中性原子、半导体上的电子和光量子比特。

AWS负责量子硬件工作的物理学家Oskar Painter表示:”整个行业距离可以处理实际业务问题的通用量子计算机还相当远,”但即使自称向来悲观的他,也认为量子计算的探索途径是清晰的,突破性进展也许就在不远处。

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