當(dāng)AI遇到量子計(jì)算，未來的某天與大鵬同風(fēng)起

回首剛剛過去的2018，如果讓我回答一個(gè)“科技產(chǎn)業(yè)怎么看”的問題。那答案應(yīng)該是這樣的：上看AI，下看IoT，近看5G，遠(yuǎn)看量子計(jì)算。

這里咱們按下年初不睡覺，年底大家一起回家補(bǔ)覺的區(qū)塊鏈暫且不提。需要注意的是，2018年雖然都說科技行業(yè)遇冷啊什么什么的，但對(duì)于量子計(jì)算來說，這絕對(duì)是一個(gè)充滿了驚喜的大年。

假如說人工智能需要一些“兄弟技術(shù)”的幫助，那么量子計(jì)算絕對(duì)是死黨那個(gè)級(jí)別的。當(dāng)AI遇到量子計(jì)算，未來的某天絕對(duì)是“大鵬一日同風(fēng)起”。假如說今天的AI還在花果山招兵買馬，那么量子計(jì)算說不定哪天就會(huì)帶給AI大鬧天宮的機(jī)會(huì)。

兩開花，兩開花

讓我們先來大概了解一下，AI和量子計(jì)算這哥倆為什么可以合作。

從邏輯上來說，AI改變的是計(jì)算的終極目標(biāo)，顛覆了經(jīng)典計(jì)算的工作方式；而量子計(jì)算改變了計(jì)算的原理，顛覆了經(jīng)典計(jì)算的來源。他們倆一頭一尾構(gòu)成了計(jì)算科學(xué)未來的想象空間。而且毫無疑問，二者在未來必然是相互支撐的：復(fù)雜的強(qiáng)AI需要龐大算力，當(dāng)經(jīng)典計(jì)算不足以支撐一個(gè)今天還無法想象的智能體時(shí)，量子計(jì)算必須扛起這個(gè)重任。

姚期智院士有一個(gè)判斷，他認(rèn)為“如果能夠把量子計(jì)算和AI放在一起，我們可能做出連大自然都沒有想到的事情”。

如果說奪造化之神奇的那一天還很遠(yuǎn)，那么近處的量子計(jì)算與AI耦合在2018年已經(jīng)陸續(xù)發(fā)生。比如谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)在去年提出了QNN，即量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。他們認(rèn)為，這一網(wǎng)絡(luò)可以用量子計(jì)算的方式提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作效率，從而利用在AI上更快達(dá)成量子霸權(quán)。

而AI對(duì)量子計(jì)算的幫助，也在這一年里顯著增長，比如在量子噪音的對(duì)抗，以及對(duì)量子計(jì)算錯(cuò)誤率的計(jì)算上，大量深度學(xué)習(xí)算法開始參與其中。

總體來看，量子計(jì)算在未來的某一天與AI相遇，將可能是改變?nèi)祟悮v史走向的大事。而在剛剛過去的一年，這場相遇已經(jīng)開始了一點(diǎn)點(diǎn)暖常

向著量子霸權(quán)沖鋒！

與AI的結(jié)合只是去年量子計(jì)算進(jìn)步的零星篇章，真正構(gòu)成年度主旋律的，是互聯(lián)網(wǎng)與科技公司紛紛重倉量子股，尤其在上半年，一度打出了量子計(jì)算的小高潮。

去年年初，IBM在此前宣布研發(fā)出了“支持50 個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)”之后，又公布了規(guī)模宏大的量子計(jì)算計(jì)劃IBM Q。這個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)在四大洲建立區(qū)域中心，進(jìn)行國際化的量子計(jì)算研究。

而IBM的老對(duì)手英特爾，也在去年宣布量產(chǎn)了 49 量子比特的計(jì)算芯片，并強(qiáng)調(diào)該芯片已經(jīng)可以商用。

而縱觀2018，行業(yè)內(nèi)的頭號(hào)玩家谷歌依舊是量子計(jì)算戰(zhàn)場上最閃亮的那顆星。

去年3月份，谷歌公布了名為Bristlecone的芯片，并宣稱這款芯片可以支持72個(gè)量子比特的計(jì)算。谷歌相關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人John Martinis在當(dāng)時(shí)提出，Bristlecone已經(jīng)可以支持超越所有經(jīng)典計(jì)算的量子計(jì)算，并認(rèn)為年內(nèi)就會(huì)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。在下半年，谷歌宣布將與NASA合作，利用NASA的超級(jí)計(jì)算機(jī)測試Bristlecone的性能，為挑戰(zhàn)量子霸權(quán)做最后的調(diào)整。

科技巨頭們的努力，都是面向一個(gè)目標(biāo)：達(dá)成量子計(jì)算可以超越人類最強(qiáng)大超級(jí)計(jì)算機(jī)的挑戰(zhàn)，從而實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)“。

這條路還在繼續(xù)，今年我們或許會(huì)看到越來越多的量子比特?cái)?shù)被攻克，當(dāng)然量子計(jì)算的絕對(duì)霸權(quán)或許還有很長的路要走。

逐漸成型的中國量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)

2018年，另一個(gè)值得矚目的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)趨勢，在于中國量子計(jì)算勢力強(qiáng)勢刷存在感。

當(dāng)然了，動(dòng)輒天價(jià)投入的量子計(jì)算目前還是巨頭的玩物，在2018，華為與BAT相繼亮出了自己的量子計(jì)算戰(zhàn)略，并在人才、科研等配套領(lǐng)域開始了資源部署。

走得最快的是阿里。繼2017年宣布量子計(jì)算戰(zhàn)略之后，在去年5月，達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室施堯耘團(tuán)隊(duì)宣布研發(fā)成功了量子電路模擬器“太章“，成功模擬了81比特40層的隨機(jī)量子電路，在當(dāng)時(shí)的量子計(jì)算模擬器當(dāng)中是世界最優(yōu)。

隨后，百度和騰訊也在年內(nèi)陸續(xù)宣布了量子計(jì)算研究計(jì)劃，公布了相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)，并在量子計(jì)算安全等領(lǐng)域制定了商用路線。

在10月，華為公布了量子計(jì)算模擬器HiQ，其能夠模擬42量子比特電路，量子糾錯(cuò)模擬數(shù)十萬量子比特電路。這將中國科技巨頭的量子之路又推進(jìn)了一步。

此外，中科院潘建偉院士團(tuán)隊(duì)在過去一年中展示了不少新成果，浪潮等計(jì)算科技企業(yè)加強(qiáng)了對(duì)量子計(jì)算方向的投入。各地方政府在量子計(jì)算規(guī)劃下培養(yǎng)起了量子相關(guān)方向的創(chuàng)業(yè)企業(yè)。

加上量子研究基地、新的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室紛紛上馬，中國的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)在2018年逐漸完善出了清晰、立體化的產(chǎn)業(yè)格局。

這是一場中國面孔不會(huì)再錯(cuò)過的游戲。下一步，或許屬于中國品牌的量子計(jì)算機(jī)。

搶占“量子資源”的新一輪科技競賽

過去一年，另一個(gè)量子計(jì)算的相關(guān)趨勢，來源于與政治經(jīng)濟(jì)格局的緊密相關(guān)。

我們都知道，量子計(jì)算可以看作是今天計(jì)算資源的無限擴(kuò)大，而這種資源進(jìn)化可能性，對(duì)于國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)來說顯然是戰(zhàn)略性的。在量子計(jì)算越來越成熟的今天，國家層面的量子布局甚至爭搶，也開始趨近白熱化。

剛剛過去的12月，美國國會(huì)宣布通過了一項(xiàng)旨在加強(qiáng)美國量子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)先地位的法案，特朗普即將簽署生效。這項(xiàng)法案包含建設(shè)國家級(jí)量子計(jì)算項(xiàng)目、確保量子計(jì)算技術(shù)不外流等多個(gè)方面。美國科技媒體一致認(rèn)為，這項(xiàng)法案在國際貿(mào)易局勢的背景下，將可能把發(fā)展量子計(jì)算置于美國頭等大事的位置。

美國政府直接參與量子計(jì)算布局，在這兩年呈現(xiàn)愈演愈烈的趨勢。相關(guān)技術(shù)的禁止出口等級(jí)也直線上升。很顯然，新一輪的科技競賽已經(jīng)被美國拉開了大幕。

這一背景下，2018年中國、歐盟、英國、加拿大、日本都開始大手筆投入量子計(jì)算布局。到了2019年，很大概率上我們可以想見量子計(jì)算會(huì)散發(fā)出更多競爭甚至火藥的味道。然而在一項(xiàng)基礎(chǔ)科技開始成熟時(shí)，這或許也是國際格局下必然生長出的結(jié)果。

換個(gè)視角看，過去一年國際量子計(jì)算的科研協(xié)同也在加強(qiáng)。比如8月份有媒體報(bào)導(dǎo)，中國科研團(tuán)隊(duì)參與的國際量子計(jì)算項(xiàng)目，利用硅光子集成技術(shù)開發(fā)出一款通用光量子計(jì)算芯片，這是推動(dòng)光量子計(jì)算機(jī)大規(guī)模實(shí)用化的重要一步。

2018年，AI日思夜想的好朋友量子計(jì)算，已經(jīng)在到來之路上展示出了清晰的身影。而且這個(gè)不凡的名字剛一上場就卷起了不少風(fēng)云。有理由相信，2019年的量子計(jì)算會(huì)有更多進(jìn)展，甚至一些爆炸性新聞也在醞釀當(dāng)中。但是歸根結(jié)底，量子計(jì)算還是一項(xiàng)相對(duì)樂觀的長期科技。

山遙路遠(yuǎn)，但篤定相逢便是榮幸。