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技术革命的爆发点——量子计算

QueenB 新闻 2020-07-02 10:25:00
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导语:市场研究公司IDC预测,到2023年,《财富》 世界500强公司中有25%的公司将从量子计算中获得更多竞争优势。

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市场研究公司IDC预测,到2023年,《财富》 世界500强公司中有25%的公司将从量子计算中获得更多竞争优势。  

鉴于目前尚缺乏量子计算的应用实例,所以这是一个大胆的预测。不过,有大量行业活动支持IDC的预测。实际上,在今年年初的美国消费电子展上,最大的声响不是最新的智能手机、可穿戴设备或自动驾驶技术等,而是基于量子物理学领域的史无前例的计算能力,爱因斯坦将其描述为“spooky action at a distance”。

尽管量子力学原理的应用并未解决过任何(诸如新冠病毒疫情等)全球性的问题,但想要在各领域突破瓶颈,量子力学的潜力是无限的(比如量子计算或量子医学等)。IBM是引领量子电荷的少数技术巨头之一,IBM QStart主管Katie Pizzolato认为,未来的十年将是量子计算成功运用的时代。

Pizzolato说,目前最重要的是要让量子科学技术面向公众,而不是永远停留在实验研究中。她在国际消费类电子产品展览会(CES)上说:“我们希望将量子技术从实验室中带入现实世界。”

谷歌,微软,D-Wave和Rigetti等公司也渴望推动量子技术向前发展,根据IDC最近的报告《量子计算采用趋势:2020年调查结果》,该技术正在快速发展。

根据520位IT和业务线专业人员的反馈,量子计算的预算和实施将在未来18-24个月内增长。IDC调查的所有受访者中有一半称,分配给量子计算的资金在2019年仅占年度IT基础架构的0-2%,但在未来24个月中将占7-10%。对于拥有10000多名员工的公司而言,支出增长更为显着——未来两年,超过一半的受访者将在量子技术上支出9%至14%。

IDC调查的受访者明确了他们关注的重点:65%的受访者使用或计划使用基于云的量子计算,其次是45%的人使用或计划使用量子算法(包括模拟器,优化,人工智能,机器学习和深度学习)。根据IDC调查,排名前五位的还有,量子网络(44%),混合量子计算(40%)和量子密码学(33%)。

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IDC的调查的受访者对基于云的量子计算非常感兴趣,并且渴望探索,并计划在未来18-24个月内开始对该技术进行试验。

公司为什么增加对量子计算投入?

IDC高级研究分析师Heather West表示,量子计算擅长解决数据量巨大的问题。根据IDC报告,其最初关注的领域应是AI、商业智能以及整体生产力和效率。

West表示,量子计算的技术非常的先进,但很少有公司实现了对量子计算的应用。由于公司希望控制成本,安全性和供应商之间的数据传输等问题,因此我们仍处于算法试验阶段。不过,在制造业和金融业等领域已经有实际的使用案例。

West说,目前的重点是如何优化流程。在未来,量子技术将用于解决更复杂的问题,例如“如何应对气候变化和治愈疾病”。

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IDC调查受访者计划的量子计算用途清单

正如West所说,量子计算并非没有挑战。IDC指出,复杂的技术、技能限制、缺乏可用资源、成本、安全性以及供应商之间的数据传输是量子计算落地实施的障碍。面对如此之多的挑战,所以在选择供应商支持量子技术计划时,大公司在IDC的调查中占据了主导地位。谷歌位居榜首,有37%的受访者将其列为首选供应商,其次是微软(32%),IBM(27%)和英特尔(23%)。

了解量子计算

量子计算比传统计算更强大的原因是,量子计算依赖于二进制位(即1或0)使用量子位。量子位可以处理更多的数据,因为它们可以同时存在于1和0的许多可能组合中(称为叠加),可以处理大量结果。 

除了叠加之外,成对的量子位也可以“纠缠”。这种纠缠使量子计算机变得更加强大。令人惊叹的是,没有人知道它是如何工作的或为什么起作用的,这就是爱因斯坦为什么提出“spooky action at a distance”的描述。  

在传统计算中,将位数加倍可以使您获得两倍的计算能力。但是,由于纠缠,添加更多的量子位将使您的处理能力成倍增加。

如果说处理能力的潜力是量子比特的优势,那么其脆弱性就是劣势。IBM的Pizzolato说:“并不是所有的量子位都是一样的。” 量子位是不可预测的,容易受到环境噪声的错误影响。错误发生后,它们将恢复为1或0的二进制状态,因此计算运行无错误的时间越长,计算量就越大。所以Pizzolato说,现在的目标是“防止错误”。

这些错误有多普遍?

温度或振动的轻微波动会导致所谓的“退相干”。并且,一旦量子位退相干,其计算就会失败,必须再次运行。因此,量子计算机被安置在几乎没有外部干扰的环境中。

Pizzolato说:“ 50个量子位的量子计算机是超越现存所有的超级计算机的存在。” IBM去年秋天宣布了其第14台量子计算机,即53量子位系统。

量子技术的发展

一般来说,技能差距是一个挑战。研究主管兼IDC报告的作者之一Peter Rutten说,算法和应用程序开发将来自三个不同的角色:

对量子计算感兴趣的开发人员,具有物理学背景的开发人员(因为物理学工作不多)和从事高性能计算操作的开发人员。“这是从HPC算法到量子技术的过渡,” Rutten说。

一方面,Google,IBM和其他公司似乎在争夺实现量子的优势(比如:量子计算比经典计算更快地解决程序,或量子计算解决了传统计算机无法解决的程序)。实际上,IBM最近公开反驳了Google声称用其53位计算机实现量子优势的说法,其研究人员称,Google未能充分估计超级计算机的资源。于去年10月在IBM Research博客上发表了这一文章。

IBM量子计算博客说: “建立量子系统是科学和工程学的一项壮举,对它们进行基准测试是一项艰巨的挑战。Google的实验很好地展示了基于超导的量子计算技术的进步,展现了53位的设备具有先进性和可靠性,但不应被视为证明量子计算机对比传统计算机的所有优势。”

另一方面,IDG的Rutten表示,尽管顶级供应商似乎在争夺量子市场的地位,但这并不是竞争对手之间的直接竞争。这很难比较。没有人能告诉你谁最领先,因为他们会用不同的方式衡量,以量子作为强弱的衡量是很愚蠢的。

IDC的West表示赞同,量子的进步将来自开发商社区和技术合作伙伴。这并不是一场竞赛,因为答案可能不止一个。

Pizzolato表示,即使有像谷歌、IBM和微软等公司的全力支持,也没人知道量子技术的应用何时会有突破性的进展。

参考及来源:https://www.networkworld.com/article/3546258/is-quantum-computing-ready-to-leap-into-the-real-world.html如若转载,请注明原文地址
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