IBM 的焦慮：我才是量子計算界的老大

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(shù)。

對于非行業(yè)人士來說，量子計算實在有些遙遠，但實際上，量子力學(xué)的相關(guān)技術(shù)，以及量子計算機，已經(jīng)開始在越來越多的領(lǐng)域開始被采用，比如醫(yī)療、金融、網(wǎng)絡(luò)安全、農(nóng)業(yè)等。

而主流玩家們的軍備競賽，也已經(jīng)進行了十年有余。IBM 把計算機直接搬到了 CES 現(xiàn)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(xué)和商業(yè)用途而設(shè)計的完全集成的通用量子計算系統(tǒng)”，實際上，這一系統(tǒng)于 2017 年推出，IBM 選擇通過云服務(wù)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(qū)的 106000 多名用戶已經(jīng)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(tài)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)社區(qū)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(xiàn)場，IBM 就演示了與戴姆勒的合作。不少電動車企業(yè)都投身到了固態(tài)電池的研發(fā)中，為了尋找固態(tài)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(tǒng)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(xiàn)。

這只是其中的一個應(yīng)用，實際上，IBM 在 CES 上宣布，截至目前，已經(jīng)有超過 100 家組織使用 IBM 的量子計算服務(wù)，包括航空，汽車，銀行，金融，能源，保險和電子等行業(yè)，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(jīng)有 200 多篇關(guān)于量子計算實際應(yīng)用的第三方研究論文發(fā)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(yù)計將有五分之一的組織(包括企業(yè)和政府)預(yù)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(wù)開放了自己的量子計算機，而政府和學(xué)術(shù)研究員將可以免費使用。現(xiàn)在量子計算的應(yīng)用生態(tài)還在建立的初期，企業(yè)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(jīng)實現(xiàn)了量子體積(Quantum Volume)翻倍的目標。

量子體積是 IBM 提出的一個專用性能指標，用于測量量子計算機的強大程度，和量子位不同，它是一個在測量誤差、設(shè)備交叉通信、設(shè)備連接和電路編譯效率等因素綜合影響下的指標。

單純量子比特數(shù)，會導(dǎo)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(yè)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(yōu)越性(Quantum Advantage，也被譯作量子霸權(quán))”，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(xiàn)了 8 量子體積，隨后兩年都實現(xiàn)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(xiàn)實世界中復(fù)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(guī)律，也讓量子體積被視為量子計算領(lǐng)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(yè)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(quán)。

不過，IBM 在“量子優(yōu)越性”上的態(tài)度還是比較保守的，只是說希望在未來的十年內(nèi)實現(xiàn)這一目標。

起了大早，不能趕晚集

1982 年，麻省理工學(xué)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(tǒng)，這被認為是最早量子計算機的思想。

從此，科技企業(yè)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(gòu)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(qū)主席兼 CEO Harriet Green 就曾表示， 量子計算會在 5 年內(nèi)將成主流，而 IBM 已為該領(lǐng)域投資 380 億美元。

然而，在最近的熱門話題“量子霸權(quán)”上，卻是 Google 搶了風頭。

2019 年 10 月，Google 正式在 Nature 發(fā)表了相關(guān)論文，稱其量子計算機在 200 秒內(nèi)完成了特定任務(wù)的計算。根據(jù)實驗中的測量結(jié)果，而世界上最快的超級計算機需要 10000 年才能產(chǎn)生類似的結(jié)果，由此，Google 宣布率先實現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”。

IBM 看不過去了，馬上站出來揭了短。

在 Google 論文正式發(fā)表的前夕，IBM 研究人員發(fā)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(dǎo);現(xiàn)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(wù)，換句話說，Google 的量子霸權(quán)站不住腳。

不過論文還是發(fā)表了，Google CEO Sundar Picha 回應(yīng)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(lǐng)先優(yōu)勢。

兩家的風格多少有些不同，IBM 在應(yīng)用和客戶上的開拓要相對領(lǐng)先，而 Google 更偏向于技術(shù)，但無論是哪個方向，量子計算領(lǐng)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(yè)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(wù) Braket 的預(yù)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(dǎo)量子測試芯片“Tangle Lake”;同年 11 月，微軟發(fā)布了云上的量子計算工具，企業(yè)用戶可以使用它加強傳統(tǒng)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(lǐng)域的話語權(quán)甚至未來的定義權(quán)，而這注定是一場持續(xù)燒錢，且短期內(nèi)看不到金錢回報的戰(zhàn)爭。【責任編輯/周末】

來源：虎嗅網(wǎng)

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