科技巨頭爭奪「量子霸權」,量子電腦會邁向爆發點嗎?

作者 | 發布日期 2017 年 07 月 19 日 12:57 | 分類 Google , Microsoft , 尖端科技 follow us in feedly

多年來,Google 一直在將時間和金錢投入一個雄心勃勃的夢想:開發能真正執行的量子電腦。現在它正在考慮將量子運算應用到商業中。



據彭博報導,最近幾個月 Google 開始讓一些科學實驗室和 AI 研究者,透過網路訪問其量子電腦。據稱,Google 的目的是推動新技術相關的工具和應用開發,並最終將其變成更快更強大的雲端運算服務。

彭博還獲得一份展示 PPT,裡面介紹了量子電腦的硬體和一個稱為「胚胎量子資料中心」(Embryonic quantum data center)的新實驗室。軟體部分則包括一個名為 ProjectQ 的計畫,這是一個開源計畫,目的是讓開發者為量子電腦編寫程式。

史丹佛大學量子運算研究員 Peter McMahon 評價稱:「他們很開放,正在開發量子運算硬體,而且在未來的某個時候,會以雲端服務的形式提供服務。」

量子系統能解決傳統電腦無法處理的問題,比如幫助了解原子和其他微粒子如何工作。不過量子電腦仍處於需要長期研究的階段,而且也備受質疑,目前這還不清楚它是否比現有的超級電腦更好。

(Source:Flickr/IBM Research CC BY 2.0)

2014 年,Google 表示在開發自己的量子電腦。今年早些時候,表示系統將在 2017 年底之前證明其「量子霸權」(quantum supremacy),即在特定運算上的性能超越所有現存電腦。

Google 曾說過,正在開發的是有 49 個量子位元的機器,不過還不清楚是不是會向外部提供服務。但就算 Google 證明了其「量子霸權」,這仍是理論上的測試。MIT 的 Seth Lloyd 教授認為,想要開發出有用的應用,系統至少應該有超過 100 個量子位元。

理論量子運算的一個分支是密碼學,即以比當前電腦更安全的方式傳輸資料。Lloyd 十多年前在一次會議上,與 Google 創始人拉里‧佩吉和謝爾蓋‧布林討論了這些理論。當時他倆被迷住了,而 Lloyd 還詳述了一種應用量子加密的方法,可讓用戶在不向 Google 透露查詢請求的情況下搜尋。

幾年之後,Lloyd 再次遇到佩吉和布林,並再次提出這個想法。與 Google 的商務部門溝通後,兩位創始人表示不感興趣,因為公司的廣告系統很依賴了解用戶搜尋的內容。

而如今,Google 似乎對量子運算的應用有了把握,並在努力將其商業化。IBM 也同樣如此,這會讓快速增長的雲端運算市場呈現新的競爭狀態。勞倫斯利佛摩國家實驗室的科學家 Jonathan DuBois 認為,Google 的計畫也很明確,就是透過雲端服務開拓量子運算市場,並承諾政府和學術研究者免費使用。

在早期提供免費服務,來點燃外界對新硬體的興趣,也符合 Google 一直以來的雲端運算戰略。今年 5 月推出新一代 AI 晶片 Cloud TPU,以雲端服務的形式提供,且一些學術研究者也免費獲得這服務。

就目前來說,量子電腦是需要特別照料的龐大怪獸,比如需要深度制冷,所以更有可能透過網路的方式租用,放在公司的資料中心。如果機器速度快得多,必將成為雲端服務的主要競爭優勢。理論上,量子電腦將大大減少運算時間,為雲端服務提供巨大的降價空間。

(Source:微軟

雖然量子運算仍處於初生狀態,但競爭的激烈程度並不小。Google 和越來越多公司認為,透過以數百萬倍的速度處理重要的任務,會改變運算格局。

今年早些時候,IBM 的雲端服務開始對外提供量子電腦服務 IBM Q。5 月時,IBM 為這一仍處於測試階段的服務增加了 17 個量子位元(qubit)的原型量子處理器。

而早在 2005 年,微軟就建立了 StationQ,由數學家 Michael Freedman 帶領,從事量子運算基礎研究。經過十多年的研究,2016 年底時微軟終於宣稱,將著手量子運算工程樣機研發,要把十多年的量子電腦研究付諸於實踐,並且豪言,自己的量子電腦能擊敗 Google 和 IBM 的樣機。

中國也不甘落後,5 月中國科學院宣布最新成果,由中科大、中國科學院──阿里巴巴量子核算實驗室、浙江大學、中科院物理所等單位或公司聯合研製的光量子電腦正式誕生。

量子運算領域也湧現了一批新創公司,比如與 Google 有過合作的 D-Wave Systems。除了這家,CB Insights 還在一篇文章中總結了目前量子運算領域值得關注的 12 家公司,其中一家是 Rigetti Computing。這家公司已經從投資者那裡獲得了超過 6,900 萬美元的融資,想為量子電腦開發裝置和軟體。這家公司在 6 月還公布了一個名為「Forest」的雲端服務,讓外界試驗其新機器。這家公司的創始人 Chad Rigetti 認為,量子運算會變得與 AI 一樣熱門,不過「這個行業還處於起步階段,沒人造出了可以工作的量子電腦」。

量子電腦備受期待,被認為用途會十分廣泛,例如改進太陽能電池板,用於藥物發現,甚至化肥開發。很多人拿量子電腦與 50 年前晶體管的發明比較,當時誰又想到會出現手機一樣的電子裝置呢?如今,量子電腦也處於這個類似的爆發點。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:達志影像)