《流浪地球2》這些量子計算元素并非科幻

四年前，電影《流浪地球》橫空出世，打開了國產(chǎn)科幻電影的大門。四年后，《流浪地球2》強(qiáng)勢上映，將國產(chǎn)科幻電影提升到了前所未有的高度。讓觀眾朋友們大飽眼福的背后，是中國電影工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步。在今年的《流浪地球2》中，有一種貫穿全劇的“黑科技”——“量子計算機(jī)550W”，備受觀眾矚目。

01并非科幻！量子計算機(jī)已現(xiàn)實(shí)存在影片中量子計算機(jī)可實(shí)現(xiàn)全球復(fù)雜計算資源融合與調(diào)度，以滿足數(shù)萬座發(fā)動機(jī)協(xié)同運(yùn)作，在極少有人工參與的情況下，建成了3座衛(wèi)星發(fā)動機(jī)和近7000座行星發(fā)動機(jī)，并支持“數(shù)字生命計劃”所需的超強(qiáng)算力。而這些并非完全科幻，量子計算機(jī)已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中存在。

作為中國第一家量子計算公司，本源量子已研發(fā)出多臺中國量子計算機(jī)，并已交付用戶使用。2020年本源量子上線首臺國產(chǎn)超導(dǎo)量子計算機(jī)“本源悟源1號”，搭載超導(dǎo)6比特量子處理器夸父 KF C6-130和本源量子測控一體機(jī)。本源悟源2號”，沿用了本源悟源1號的設(shè)計架構(gòu)。目前，本源量子已成功交付一臺24比特超導(dǎo)量子計算機(jī)，并持續(xù)攻關(guān)更高位數(shù)量子計算機(jī)?！氨驹次蛟础?號和2號已于2020年開始，陸續(xù)通過本源量子云平臺面向全球用戶提供量子計算服務(wù)。值得期待的是，今年本源量子即將發(fā)布新型量子計算機(jī)。

02融合計算資源！量子計算擁有超強(qiáng)算力

影片中出現(xiàn)的550A到550W，都屬于量子計算機(jī)系列范疇，可實(shí)現(xiàn)全球復(fù)雜計算資源融合與調(diào)度。當(dāng)前，現(xiàn)實(shí)中的量子計算機(jī)正處在“專用機(jī)”階段。將量子專用機(jī)與電子超級計算機(jī)相結(jié)合，采用量子—經(jīng)典混合算法，可以大大提升運(yùn)算速度，起到量子賦能的效果。這也正是相當(dāng)長一段時間內(nèi)，量子計算機(jī)走向?qū)嵱玫闹髁髯龇ā?/span>

在本源，量子計算機(jī)已經(jīng)形成超強(qiáng)算力，并通過量子計算云平臺全球共享。

日前，本源量子發(fā)布國內(nèi)首個量子計算機(jī)和超級計算機(jī)協(xié)同計算系統(tǒng)解決方案（簡稱“量超協(xié)同”）。該方案可以雙向發(fā)揮量子計算機(jī)和超級計算機(jī)的優(yōu)勢。就谷歌團(tuán)隊(duì)2019年用54位量子處理器在200秒內(nèi)完成世界上最強(qiáng)大的超級計算機(jī)需要1萬年時間才能完成的特定計算而言，如果采用超級計算機(jī)，功率是在兆瓦級別的，而該量子處理器功率只有25千瓦，采用量子計算能耗上也將大大減少。該“量超協(xié)同”計算系統(tǒng)解決方案同時包含了量子計算機(jī)和經(jīng)典的CPU/GPU計算部分，通過“本源司南”量子計算機(jī)操作系統(tǒng)資源調(diào)度，讓量子計算與經(jīng)典計算合作來完成計算任務(wù)，可以充分發(fā)揮量子計算和超算的優(yōu)勢。

圖：“量超協(xié)同”量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架

03廣闊前景！量子計算機(jī)已有實(shí)際應(yīng)用量子計算機(jī)是具有重要戰(zhàn)略價值的國之重器，被稱為是“信息時代原子彈”。美國將原子彈計劃命名為“曼哈頓計劃”，已將量子計算機(jī)研發(fā)計劃命名為“微型曼哈頓計劃”。量子計算受到美國、英國、澳大利亞等世界多國的高度重視，其潛在應(yīng)用場景包括金融工程、新能源、氣象預(yù)測、生命科學(xué)等。美國蘭德公司發(fā)布的《在生命科學(xué)中使用量子計算機(jī)和模擬器》研究報告，分析了量子計算在生命科學(xué)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用場景。報告指出量子計算在優(yōu)化新藥研發(fā)過程、研究遺傳學(xué)、基因組學(xué)等有著更多的可能。

在中國，本源量子率先推進(jìn)量子計算應(yīng)用落地。2020年與瀚海博興聯(lián)合攻關(guān)利用量子算力探索病毒檢測方案，共同開發(fā)出系列特異性識別病毒的膠體金試劑盒等產(chǎn)品，該系列試劑盒已取得歐盟CE認(rèn)證，并進(jìn)入中國商務(wù)部出口白名單。

金融領(lǐng)域，本源量子與中國建設(shè)銀行股份有限公司旗下從事金融科技行業(yè)的全資子公司建信金融科技有限責(zé)任公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，建立了國內(nèi)首個量子金融應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，在2021年聯(lián)合發(fā)布國內(nèi)首批量子金融算法——量子期權(quán)定價應(yīng)用與量子VaR值計算應(yīng)用，模擬速度和準(zhǔn)確率均超越國際同類產(chǎn)品。2022年，本源量子與中國移動通信有限公司研究院首次簽署合作協(xié)議，為中國移動通信研究院有償提供基于量子計算機(jī)真機(jī)驗(yàn)證的相關(guān)量子通信算法，為5G及6G面臨的算力瓶頸探索量子算法解決方案。

2022年中央經(jīng)濟(jì)工作會首次明確提出要加強(qiáng)量子計算等前沿技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣。量子計算技術(shù)是量子科技的一種。量子科技在面向“十四五”乃至更長遠(yuǎn)的未來，有望成為中國在全球科技產(chǎn)業(yè)中“換道超車”、掌握產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)的重要核心技術(shù)，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。量子計算機(jī)的飛躍發(fā)展，將成就人類的計算速度，未來，它或?qū)⒃诟囝I(lǐng)域發(fā)揮作用。