文 | 硅谷101

英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛說“如果非常有用的量子計算機還需要15年時間來實現(xiàn),那可能還算早; 如果你說30年,那可能算晚了?!?黃仁勛所說的量子計算落地時間比華爾街預(yù)想時間要更晚,令相關(guān)量子計算概念股在2025年1月全線大跌。

而他本想在英偉達(dá)GTC期間與量子界“握手言和”,卻沒料到,當(dāng)他將十四位最具權(quán)威的量子計算公司CEO與領(lǐng)袖匯聚一堂時,暴露出的卻是:量子計算市場的混戰(zhàn)現(xiàn)狀。而這,也讓量子概念股在英偉達(dá)“量子日”后再次受挫。

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我們在3月也發(fā)布了一篇“量子計算”相關(guān)的文章,當(dāng)時的內(nèi)容注重在實地拜訪硅谷的一家量子初創(chuàng)公司實驗室,也聚焦在硅谷幾大科技巨頭的“超導(dǎo)量子”研發(fā)路線。不過可能當(dāng)時重心放在“科普”上,在深度上欠缺了一些。

而在文章發(fā)布之后,沒想到在業(yè)界引發(fā)了很大的水花。我們很驚喜地發(fā)現(xiàn),業(yè)界很多一線從業(yè)者、投資人和教授主動找到我們,分享了更多這個行業(yè)的全球現(xiàn)狀,包括不同初創(chuàng)公司的技術(shù)路線以及落地應(yīng)用的嘗試。

而正值3月英偉達(dá)GTC的召開,黃仁勛史無前例地召集了數(shù)位量子計算業(yè)界領(lǐng)軍人物之際,本文我們就來和前沿科學(xué)家以及一線從業(yè)者們再一起深度聊聊量子計算的現(xiàn)狀、市場與商業(yè)落地的希望。

01 量子日“混戰(zhàn)”

黃仁勛是不想與量子界“交惡”的,這也是為什么英偉達(dá)會在GTC期間大費周章舉辦“量子日”。雖然量子計算之后可能會對GPU帶來一定威脅,但從英偉達(dá)布局的CUDA-Q,推出的全球首個GPU加速量子計算系統(tǒng)NVIDIA DGX Quantum,以及GTC期間宣布將在波士頓新建的專注量子計算實驗室這些動作來看,黃仁勛的本意是想“牽手”量子界、在開場承認(rèn)一下錯誤。

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但他一開口,不知道是有意還是無意,就給這場論壇奠定了drama的基調(diào)。

Jensen Huang 英偉達(dá)CEO: 我不知道它們已經(jīng)上市了,量子計算機公司怎么會上市呢?

老黃在開場的時候的調(diào)侃,也反映出在此之前,大眾對量子計算行業(yè)的關(guān)注度真的非常有限。

Joe Han 量子投資人: 老黃就像在說:“我真沒有侮辱和針對任何一個公司,只是在座各位都是渣渣,你們這些種只燒錢不賺錢的公司怎么能上市呢?”這句話傷害性不強,但是侮辱性極強。

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Joe Han在量子計算領(lǐng)域有著超過13年的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗,也是D-wave、lonQ、 SEEQC等多家量子計算公司的早期投資人,同時也是世界上首家量子計算軟件公司1QBit的聯(lián)合創(chuàng)始人。

Joe Han認(rèn)為量子日當(dāng)天的三場panel論壇中的14家公司,每一家都在描述自己的宏偉藍(lán)圖、表達(dá)自己的技術(shù)最具有優(yōu)越性。但顯而易見,這14家企業(yè)的量子整機相互之間幾乎完全不兼容,這個現(xiàn)象本身就是量子界最大的挑戰(zhàn)。

無法統(tǒng)一路徑,無法達(dá)成共識,無法協(xié)同,無法產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng),無法高效利用有限的專業(yè)人才。這也是為什么黃仁勛想通過“量子日”向外界傳達(dá)這個前沿領(lǐng)域的最新進(jìn)展,但事實卻“弄巧成拙”,反而讓外界意識到如今量子界面臨的眾多挑戰(zhàn)。

接下來我們梳理一下,黃仁勛邀請的十幾家前沿公司所代表的技術(shù)派別,以及它們各自的發(fā)展現(xiàn)狀與商業(yè)化路徑。

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02 五大量子技術(shù)門派

  • Chapter 2.1 超導(dǎo)量子比特

首先,我們來聊聊科技大廠們最喜歡和青睞的“超導(dǎo)量子路線”——它常被比喻為“水流般波動”的電荷。

通俗解釋就是:在超導(dǎo)體中,電路中的電荷不再像粒子一樣隨機運動,而是像波一樣集體運動,展現(xiàn)出量子的波動性。

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尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 超導(dǎo)量子比特利用的是超導(dǎo)體的一種神奇的量子特性:所有電荷以波的形式做集體運動,展現(xiàn)出量子的波動性。如果將超導(dǎo)體制成類似電路的結(jié)構(gòu),它就像一條河道,允許電流像水流一樣在其中波動。電荷波的不同波動模式,構(gòu)成了不同的量子態(tài)。人們可以用這些量子態(tài)來編碼0和1,并通過外部電磁場控制量子比特的狀態(tài),使它們產(chǎn)生相互作用。

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從科技大公司的角度來說,超導(dǎo)量子比特路線無疑是最受青睞的。我們之前也提到,IBM、谷歌、亞馬遜、 Rigetti等公司都采用了這一技術(shù)路線,因此目前來看發(fā)展也相對更為成熟。

其中, IBM注重規(guī)模和整機迭代,不斷推出更大規(guī)模、穩(wěn)定的芯片,自2016年至今已經(jīng)交付超過60臺量子計算整機;谷歌則在早期實現(xiàn)了量子糾錯,并著重發(fā)展量子糾錯技術(shù);亞馬遜則是嘗試通過“貓態(tài)”降低錯誤率,力求在硬件層面直接實現(xiàn)量子容錯。

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而量子界最近的更新速度實在太快,就在我們上篇文章截稿后不久,亞馬遜便在2月底推出了首款名為Ocelot的量子計算芯片,使用名為“貓量子比特”(cat qubits)的創(chuàng)新設(shè)計,開發(fā)出對硬件需求更低的量子糾錯系統(tǒng)。而這項技術(shù)方向與法國初創(chuàng)公司Alice&Bob的路線相似。

Théau Peronnin Alice & Bob CEO兼聯(lián)合創(chuàng)始人: 我們的貓量子比特技術(shù)在量子比特內(nèi)部,已直接構(gòu)建了第一層的糾錯。這種機制非常強大,并且硬件效率極高,能夠?qū)⑺璧牧孔颖忍財?shù)量減少多達(dá)200倍。這不僅降低了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性,還大大縮短了時間線。如果從摩爾定律的角度來看,這幾乎相當(dāng)于我們獲得了近十年的領(lǐng)先優(yōu)勢。

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2025年初,Alice&Bob完成了B輪融資,金額達(dá)1億美元。同時,還有一家此前我們文章中未提及、同樣走“超導(dǎo)量子”路線的重要公司——Rigetti,其CEO Subodh Kulkarni也受邀出席了黃仁勛在GTC舉辦的“量子日”論壇。

Rigetti的創(chuàng)始人Chad Rigetti曾是IBM員工,2013年離職后創(chuàng)辦了Rigetti Computing。公司采用超導(dǎo)量子路線,專注于模塊化設(shè)計,通過多塊小芯片互聯(lián),構(gòu)建更大規(guī)模的系統(tǒng)。2022年,Rigetti通過收購Supernova,以SPAC方式在納斯達(dá)克上市。

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Rigetti的技術(shù)路徑類似于用樂高積木搭建復(fù)雜結(jié)構(gòu):將多個小型量子芯片通過可調(diào)耦合連接在一起,形成一個更大的系統(tǒng)。通過這種方式,Rigetti能夠逐步增加量子比特的數(shù)量,同時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。

Subodh Kulkarni Rigetti CEO: 我們喜歡超導(dǎo)量子計算的主要原因在于,它在可擴展性和門速率方面具有優(yōu)勢。我們基本上是用的是硅芯片,因此,通過借鑒半導(dǎo)體行業(yè)五十年的經(jīng)驗,我們可以知道如何實現(xiàn)大規(guī)模擴展。而且,由于我們處理的是電子,門速度可以達(dá)到納秒級別,這使它能夠輕松與CPU-GPU 生態(tài)系統(tǒng)兼容,而我們認(rèn)為,這正是量子計算未來的發(fā)展路徑。

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總的來說,雖然超導(dǎo)量子的路線是各大科技巨頭們普遍采用的方向,但其難點在于超導(dǎo)系統(tǒng)需要在極低溫下運行,制造和維護(hù)成本極高。我們在上篇文章也帶大家參觀了實驗室,展示了量子計算機運行時所需的非常多層的真空罩,像俄羅斯套娃一樣。

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此外,雖然各大公司正通過不同方式來解決量子計算中錯誤率的問題,但仍需要大量的物理比特才能實現(xiàn)容錯。而這種高成本路線,通常并不適合初創(chuàng)公司。所以,我們再來看看其他初創(chuàng)公司們都采取了哪些路線,其中的一派被稱為“中性原子量子比特”,我們將其比喻為“空間中下棋的‘原子燈泡’”。

  • Chapter 2.2 中性原子量子比特

“中性原子量子比特”的原理,是用激光“鉗住”一顆顆小原子,每個原子就像一個小燈泡,有著“暗”和“亮”的兩種狀態(tài),分別代表0和1。通過人為激光操控,這些原子之間可以產(chǎn)生相互作用,從而實現(xiàn)計算,這種計算方法的優(yōu)點在于靈活性。

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尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 與超導(dǎo)量子比特不同,中性原子量子比特在制造出來后,并不是焊死在芯片上的,而是可以通過激光挪來挪去。人們通過調(diào)控激光的光束,可以讓兩個比特靠近,相互作用交換信息以后挪走,再和另外一個比特發(fā)生計算,這種方式大大增加了計算的靈活性。

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除了靈活性,中性量子比特還能被非常好地統(tǒng)一控制、很容易規(guī)?;?/strong>

尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 所有原子天生都長得一樣,但在電路上刻蝕超導(dǎo)量子電路時,難免會產(chǎn)生工藝上的誤差,導(dǎo)致每個超導(dǎo)量子比特略有差異,這就需要在后期進(jìn)行大量調(diào)整和補償。 相比之下,中性原子的量子比特可以做到全統(tǒng),便于統(tǒng)一控制。而且這種原子獲取相對容易,因此更有可能實現(xiàn)上千個數(shù)量級的量子比特的規(guī)模。

不同公司是如何“玩轉(zhuǎn)”中性原子的這套“燈泡陣列”呢?目前在該領(lǐng)域進(jìn)行前沿探索的公司包括Atom Computing、Pasqal、QuEra,這三家公司也都在英偉達(dá)黃仁勛今年“量子日”的邀請名單當(dāng)中。

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其中,Atom Computing采用是利用原子內(nèi)部的“核自旋”的技術(shù)路線,追求更長的存儲時間。

原子內(nèi)部的“核自旋”是原子最里面的一個部分,好處是很穩(wěn)定,幾乎不受外界打擾,所以能將信息(量子比特)保存很久,可謂是量子界的“記憶高手”。

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結(jié)合我們前面提到“中性原子像小燈泡”的類比,可以把Atom Computing看作是在研究:如何讓這個“燈泡”擁有超強的“記憶力”,能保持“記住”的狀態(tài)更久,比如一旦亮起,就能長時間保持明亮,不會突然熄滅。

Ben Bloom Atom Computing創(chuàng)始人兼CEO: 我們已經(jīng)能夠制造出數(shù)量非常龐大的量子比特,是最早突破1000個量子比特的公司之一,而且能以極高的精度實現(xiàn)這一點。因此,我們可以對這些量子比特進(jìn)行高度coherent(相干)的操作。此外,我們還可以實現(xiàn)all-to-all connectivity(全連接),使各種量子糾錯的編程與應(yīng)用能夠在系統(tǒng)中順利運行。

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Atom Computing公司追求的是“記性超好的原子”。而法國初創(chuàng)公司Pasqal,則專注于用激光在空間中構(gòu)建超大規(guī)模的“燈泡陣列”,也被稱為“原子陣列”,就像在空間中下一盤量子棋。Pasqal的目標(biāo)是利用這些“原子燈泡”之間的相互作用,來模擬復(fù)雜系統(tǒng)的行為,從而模擬自然界的規(guī)律或優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng),例如化學(xué)反應(yīng)、材料結(jié)構(gòu)、城市交通等問題。

所以,大家可以將Pasqal公司的中性原子路線想象成“拼拼圖高手”。該公司最新融資的情況是在2023年初,完成了超過1億美元的B輪融資。

Lo?c Henriet Pasqal CEO: 我們認(rèn)為,像量子處理器這種非常專業(yè)的設(shè)備,可以在復(fù)雜的工作流中與CPU和GPU協(xié)同使用,但它們?nèi)匀恢饕糜谔囟ǖ膶m椚蝿?wù)。

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中性原子路線的第三家公司是QuEra,它專注于通過“可編程的原子排列”實現(xiàn)特殊優(yōu)化問題的求解。

簡單來說,QuEra在某種程度上結(jié)合并升級了Atom Computing和Pasqal的技術(shù)特點:不僅要拼陣列,還要能靈活編程這些“燈泡”的排列和互動方式,用這種可編程的靈活性來解決一些“特別難的優(yōu)化問題”,比如最優(yōu)路線、分配資源、AI訓(xùn)練等。換句話說,它們希望通過“編程式”地擺原子,來破解特定類型的復(fù)雜數(shù)學(xué)難題。

Mikhail Lukin 哈佛大學(xué)教授,QuEra聯(lián)合創(chuàng)始人: 本質(zhì)上,可以按我們的意愿用激光將這些原子移位,甚至在計算過程中也可以動態(tài)調(diào)整。正因如此,我們可以構(gòu)建連接方式高度靈活的處理器,并且在計算過程中可以進(jìn)行演變。這一點非常特別,也正是它讓我們現(xiàn)在有能力構(gòu)建擁有數(shù)千個量子比特的系統(tǒng)。

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QuEra最近宣布完成了2.3億美元的轉(zhuǎn)換債券融資,投資方包括谷歌和軟銀,希望在未來三到五年內(nèi)打造一臺 “實用” 的量子計算機。

可以看出,“中性原子量子比特”已成為繼超導(dǎo)路線之后,最受初創(chuàng)公司青睞的技術(shù)路徑之一。但這一路線也面臨不少挑戰(zhàn):如何實現(xiàn)高精度的原子操控與穩(wěn)定的激光系統(tǒng),以及如何在大規(guī)模系統(tǒng)中維持各原子之間高保真度的相互作用。

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尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 評價一種量子比特或量子線路的優(yōu)劣,我覺得可以從四個維度來考量:多、快、好、省。 多:量子比特的數(shù)量是否足夠多; 快:操作速度是否足夠快,能否在短時間內(nèi)完成大量操作; 好:精確度是否高、誤碼率是否低; 省:制備和維護(hù)是否容易,且成本是否較低。
目前,超導(dǎo)量子比特在這些方面都在持續(xù)改進(jìn)中。在“好”這個維度上,超導(dǎo)量子比特的誤差率相對更低一些;在“快”方面,超導(dǎo)與中性原子比特都具備較高的操作速度。而中性原子比特在“多”和“省”方面更具優(yōu)勢。它們相對更容易擴展到大規(guī)模系統(tǒng),同時由于主要依靠激光控制,可以在常溫環(huán)境下運行,不像超導(dǎo)比特那樣需要維持毫開爾文的極低溫度,省去了每日昂貴的低溫設(shè)備和持續(xù)運行成本。

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說完了超導(dǎo)和中性原子的方向,接下來,我們來聊聊另一個業(yè)界正在探索的主流方向——離子阱量子比特。

  • Chapter 2.3 離子阱量子比特

先簡單說下離子阱量子比特的原理。設(shè)想一下,把帶電的離子懸掛在空中,再用電場將它們“捕捉”在一個小盒子里,每個離子就像一個微型鐘表,狀態(tài)非常穩(wěn)定。之后人們可以利用激光控制這些離子,就像用激光指揮一個完美的舞蹈隊,隊員之間可以互相配合完成復(fù)雜動作。

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尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 這些帶電的離子就像一個小小的鐘表一樣,它們會在離子阱中間振蕩,并且振蕩的頻率非常精確,狀態(tài)非常穩(wěn)定。人們也可以利用這種振蕩的這些量子態(tài),用激光來控制它們相互作用。

離子阱方案就像一支配合默契的舞蹈隊。在這一方案中行業(yè)的代表玩家包括IonQ和Quantinuum。IonQ是一家在風(fēng)口浪尖的量子概念股公司,而Quantinuum也作為備受關(guān)注、可能準(zhǔn)備上市的量子公司,自然也被老黃請到了“英偉達(dá)量子日”。

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IonQ成立于2015年,其技術(shù)路線主打“全連通性”,即希望所有離子之間都能相互作用、沒有限制。就想我們前面“舞蹈隊”的類比,IonQ的舞團(tuán)成員之間溝通無障礙、反應(yīng)快,適合小型整體的舞團(tuán)。這樣的特點讓量子計算簡單直觀,適合初期應(yīng)用,比如一些小規(guī)模算法或量子模擬。

Peter Chapman IonQ執(zhí)行主席: 我們的技術(shù)有兩大優(yōu)勢。首先,它支持構(gòu)建室溫運行的量子計算機,可以直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)機架上。說實話,它可能相比你想象中的稍顯乏味,因為它將會是一個基于機架的室溫設(shè)備。 另一個優(yōu)勢在于,我們采用的是光學(xué)和激光技術(shù),因此可以實現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián),進(jìn)行分布式量子計算,從而實現(xiàn)更大數(shù)量的量子比特。而且,這種連接可以利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,通過光纖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。

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IonQ在2021年3月成功在紐約證券交易所掛牌上市,率先摘得“量子計算第一股”的稱號。而同樣采用離子阱的Quantinuum,則是美國霍尼韋爾公司旗下的量子計算公司,目前以獨立實體運作,霍尼韋爾是主要持股方。

與IonQ相比,Quantinuum采用了更復(fù)雜的芯片設(shè)計,能夠在同一系統(tǒng)中并行操作,通過移動離子實現(xiàn)更高效的門操作。再套用上文“舞蹈隊”的類比,Quantinuum的方案就像一支大型的舞蹈團(tuán),可以實現(xiàn)分布式排練與并行操作,好比能同時在多個排練室進(jìn)行多支舞蹈的編排,更適合復(fù)雜和高效的任務(wù)。

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Rajeeb Hazra Quantinuum CEO: 我們擁有行業(yè)內(nèi)最高的保真度。至于我們的技術(shù)路徑,是將QCCD(量子電荷耦合器件)架構(gòu)擴展到更高層次的規(guī)模。按照計劃,我們將在今年實現(xiàn)50個高度可靠的邏輯量子比特,并在18個月后突破100個邏輯量子比特。同時,我們已經(jīng)看到一條清晰的路線,有望在2031至2032年初實現(xiàn)數(shù)百萬量子比特的規(guī)模。

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但有量子業(yè)界人士指出,離子阱路線的挑戰(zhàn)在于,離子的操作速度較慢,且在擴展系統(tǒng)、增加更多離子時,會遇到振動模式復(fù)雜、控制難度提升等問題。

尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 離子阱目前還做不了很多,基本上就十幾到二十幾個量子比特。它的主要問題是比較慢,不論是移動離子,還是讓離子之間相互耦合,都需要較長時間,相比前面提到的超導(dǎo)和中性原子路線,它可能要慢上百倍。但這個方向上人們也在不斷改進(jìn)它的速度。 不過,它的優(yōu)勢也很明顯:精確度非常高,誤碼率比超導(dǎo)和中性原子都低很多。而且它可以和現(xiàn)有的芯片制程技術(shù)自然結(jié)合,也能在常溫下運行。從“省”的角度來看,是一個相對節(jié)省的方案。所以人們也因此也對它期待很大。
Jun Qi(祁均)博士 香港浸會大學(xué)計算機系助理教授 Xanadu量子機器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者: 其實超導(dǎo)方案雖然可以在短時間內(nèi)把整個的量子體積做得非常龐大,但是在它的兩個量子比特門鏈路上,它的保真度(或稱準(zhǔn)確度)大概只有98%左右。 相比之下,同樣的在兩個量子比特的量子門鏈路上面,離子阱的保真度可以做到99.9%。雖然還沒達(dá)到99.99%,但也已經(jīng)很高了,拿它跟IBM用超導(dǎo)技術(shù)做出來的龐大的物理量子比特系統(tǒng)相比,在保真度這一項上是有質(zhì)變的差異的。

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  • Chapter 2.4 光子量子計算

通俗解釋光子量子計算,這個派別不再把目光停留在“原子”或者“離子”這些蹲在原地的粒子上,而是用飛來飛去的光子作為信息的載體,用光的偏振或路徑來編碼0和1,這就像是拿光當(dāng)信息的快遞員。

光子的好處是,它可以在光纖中飛得非常快且不容易被外界干擾,抗干擾能力更強。但挑戰(zhàn)在于,光子本身無法直接相互作用,因此通常需要基于量子測量,讓光子產(chǎn)生糾纏,從而完成量子計算。

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尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 當(dāng)用兩個手電筒打出兩束光時,光會直接交叉穿過彼此,不會互相彈開。我們的日常經(jīng)驗也表明,光本身并不會相互作用。正因為如此,科研人員就別出心裁設(shè)計出了一些巧妙的方法,利用測量來讓光相互作用。在量子力學(xué)中,為了讓量子系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化,除了可以通過相互作用和時間演化的方式,還可以通過量子測量的技術(shù)。

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在這一賽道中,有兩家重要公司:一是加拿大的Xanadu,雖然未到現(xiàn)場,但早在2023年它就已經(jīng)與英偉達(dá)展開合作,首次實現(xiàn)在超級計算機上模擬量子計算的運行;另一家公司PsiQuantum,則作為黃仁勛“量子日”現(xiàn)場第二組討論的重要嘉賓出席。

Xanadu采用“連續(xù)變量”的方式處理光子信號,通過一系列光學(xué)元件來壓縮光的某個特性實現(xiàn)計算。比如,分光鏡用于讓光走不同的路徑,壓縮器可以減少光在某個方向上的波動,而相位器則能改變光的時間差等等。

通俗來說,這種路徑處理的不是一顆顆的光子,而是控制一整束連續(xù)變化的光波,通過調(diào)控整段光波的波動形狀和幅度來編碼信息,就像調(diào)節(jié)吉他弦的拉力和振動的方式一樣。可以把Xanadu想象成一個玩光波“魔術(shù)”的調(diào)音師,用整束光的“形態(tài)變化”來表示和處理量子信息。

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不少業(yè)界人士認(rèn)為Xanadu未能出席“量子日”現(xiàn)場略顯可惜,因為除了在光子量子技術(shù)上的進(jìn)展,該公司還開發(fā)了開源軟件框架PennyLane,在整個量子計算生態(tài)中占有重要一席。

Jun Qi(祁均)博士 香港浸會大學(xué)計算機系助理教授 Xanadu量子機器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者: Xanadu其實從創(chuàng)立之初,就著眼于AI跟量子的結(jié)合。這次它如此低調(diào),沒有出現(xiàn)在“量子日”現(xiàn)場,確實有些令人意外。畢竟光量子本身就是一個非常有前景的技術(shù)方向,而且,至少在前幾年英偉達(dá)還沒推出CUDA-Q的時候,Xanadu圍繞PennyLane構(gòu)建的量子軟件生態(tài)群,在業(yè)界是非常重要的。

PennyLane是一個“量子+AI的橋梁平臺”,讓人們可以通過寫Python程序的方式,將量子計算與機器學(xué)習(xí)結(jié)合起來。這個框架不僅支持量子機器學(xué)習(xí),還能兼容多種量子硬件(包括我們前面提到的光子計算、超導(dǎo)或離子設(shè)備),同時支持經(jīng)典與量子的混合計算模式。正因如此,PennyLane顯著提升了Xanadu在整個行業(yè)中的生態(tài)位。

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Joe Han 量子投資人: 如果要問我在量子生態(tài)里誰是老大、老二、老三甚至老四,我認(rèn)為應(yīng)該依次是:英偉達(dá)的CUDA-Q,IBM的Qiskit,谷歌的Cirq,和Xanadu的PennyLane。

Xanadu最近一次的融資信息是在2022年年底的C輪,籌集了1億美元,估值達(dá)到10億美元。

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另一家在光子量子計算領(lǐng)域的大玩家是PsiQuantum,它的路線與Xanadu又有所不同,主要聚焦于利用大量單個光子構(gòu)建巨大的集群態(tài),目標(biāo)是打造容錯量子計算機。

PsiQuantum可以被形容為“光子的超級拼圖玩家”,他們專注于制造大量的、一顆顆獨立的光子,并將它們精確排列成巨型“量子拼圖”,用以執(zhí)行復(fù)雜計算,最終實現(xiàn)真正容錯的、可用的大型量子計算機,可謂是“量子界的樂高專業(yè)級選手”。

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Pete Shadboil PsiQuantum聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家: 從一開始,我們就非常堅定地專注于構(gòu)建大規(guī)模的通用容錯量子計算機,目標(biāo)是達(dá)到百萬量子比特級別的規(guī)模。整個行業(yè)都明白,百萬量子比特級別的規(guī)模是實現(xiàn)真正具有商業(yè)價值應(yīng)用的前提。我們選擇的路徑是基于單光子,也就是光的粒子。我們的CEO Jeremy早在20多年前,就曾在布里斯班首次利用光子展示了雙量子比特門,如今,我們正在將這些技術(shù)集成到芯片上,重新利用原本為數(shù)據(jù)中心開發(fā)的硅光子技術(shù)。
我們相信,這種方法能幫助我們有效應(yīng)對量子計算在規(guī)?;^程中面臨的一系列挑戰(zhàn),包括可制造性、冷卻、功耗、連接性以及控制電子學(xué)等問題。正因為如此,我們將在未來幾個月內(nèi),在澳大利亞和芝加哥啟動建設(shè),打造類似數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模量子計算機。

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據(jù)路透社消息,PsiQuantum在2025年3月底正以60億美元的投前估值籌集至少7.5億美元融資,體量已經(jīng)非常龐大。

Joe Han 量子投資人: 第二組嘉賓里最具爭議性的人物就是Pete,他一個人融資的金額,超過了整個量子界所有初創(chuàng)公司融資總和,是一個傳奇式的量子科學(xué)家兼企業(yè)家。
他在現(xiàn)場的表現(xiàn)也有點像黃教主之前說的那句:“我不是針對任何人,只是在座的各位都是渣渣?!彼磉_(dá)的意思很明確,就是他們的光子路線才是真正代表未來的量子計算。并且他說他們剛剛從GlobalFoundries(格羅方德)出來,已經(jīng)在澳大利亞開建自己的Fab(晶圓)廠。他所展現(xiàn)出的強勢感以及對自己故事敘事的自信感,我覺得連黃教主都可能有被他震撼到。

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Pete Shadbolt在論壇上非常強勢地強調(diào),PsiQuantum的技術(shù)已經(jīng)搞定,接下來就是scaling(大規(guī)模擴張)的計劃。但不可否認(rèn)的是,光量子路線本身仍面臨不少技術(shù)挑戰(zhàn),比如如何高效地產(chǎn)生、檢測并維持大量光子的量子態(tài),以及如何應(yīng)對光子的損失問題等。

尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 光本身當(dāng)然是非常便宜的,招之即來,而且可以在常溫下運行,不需要低溫維持,這些都是“省”的優(yōu)勢。從“多”的角度看,光子數(shù)量也可以很多。 但問題在于它“不夠好”,最大的挑戰(zhàn)是光子損失太嚴(yán)重。光子在光纖中傳播時,時不時就會丟失,直接消失掉了。所以在實際計算過程中,經(jīng)常出現(xiàn)“算著算著,比特就沒了”的情況。
而且光子量子計算與其他路徑不同,它是基于量子測量來實現(xiàn)的。而測量本身具有很大的不確定性,每次測量的結(jié)果,都是量子系統(tǒng)按照一定的概率產(chǎn)生的。因此,如何通過設(shè)計良好的測量策略,引導(dǎo)計算朝我們期望的方向演化,就涉及到了大量編碼和軟件層面的問題。

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接下來我們來聊聊量子界的“神秘寶藏”以及最近的一個大瓜:拓?fù)淞孔颖忍亍?/p>

  • Chapter 2.5 拓?fù)淞孔颖忍?/strong>

微軟最近發(fā)布了關(guān)于拓?fù)淞孔颖忍氐男逻M(jìn)展,聲稱可以利用“不會輕易被擾動的馬約拉納費米子(Majorana fermion)”來構(gòu)造量子比特,從而打造更穩(wěn)定、抗干擾的量子計算機。這個技術(shù)路線我們之前已經(jīng)詳細(xì)解釋過了。

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現(xiàn)在尷尬的點在于:業(yè)界并不認(rèn)可微軟的發(fā)現(xiàn)。在2月微軟發(fā)布號稱采用了“新的物質(zhì)狀態(tài)”的首款拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)量子芯片的消息之后,引發(fā)了業(yè)內(nèi)的強烈質(zhì)疑,很多學(xué)者要求微軟公開更多實驗細(xì)節(jié)。

微軟隨后于3月17日在APS全球物理峰會期間召開發(fā)布會回應(yīng),但依然未能完全說服學(xué)界。比如,匹茲堡大學(xué)的量子研究員Sergey Frolov就直接開噴,說:“微軟內(nèi)部開展的量子芯片研究是一個欺詐性項目。”

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尤亦莊 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授: 從原理上來說,拓?fù)淞孔佑嬎阍趯W(xué)界并沒有太大爭議。但長期以來,這一領(lǐng)域的研究主要停留在理論和一些簡單的實驗驗證上,尚未被真正明確地實現(xiàn)。因為其物理背景相對復(fù)雜,涉及量子多體相互作用中的費米子系統(tǒng),在這樣的系統(tǒng)中,往往可以由多種不同機制導(dǎo)致相同的實驗信號,因此如何解讀這些實驗數(shù)據(jù)就成了一個關(guān)鍵問題。比如:相同的實驗信號是否真的源自所謂的馬約拉納零模?是否真的意味著存在拓?fù)浔Wo(hù)?這些問題都在學(xué)界引發(fā)了持續(xù)的討論與爭議。
歷史上也曾有研究聲稱發(fā)現(xiàn)了馬約拉納零模,但后來被證實是“假信號”,甚至有文章遭到撤稿。因此,無論在學(xué)界還是業(yè)界,大家對這一方向普遍持謹(jǐn)慎態(tài)度。目前,人們期待微軟能夠進(jìn)一步公布更多數(shù)據(jù),并希望未來有其他實驗組能復(fù)現(xiàn)該實驗,實現(xiàn)交叉驗證,以確認(rèn)馬約拉納零模的真實存在。理想情況下,研究人員能夠演示這些零模如何通過“移動”的方式來實現(xiàn)拓?fù)溥壿嫴僮鳌绻④浾娴哪軌蛘故具@種能力,將是一個更具說服力的證據(jù)。

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Jun Qi(祁均)博士 香港浸會大學(xué)計算機系助理教授 Xanadu量子機器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者: 所以目前為止,微軟的研究仍屬于in-house experiment(內(nèi)部測試和實驗)階段,尚未有任何一家外部機構(gòu)或研究者能夠復(fù)現(xiàn)馬約拉納費米子的存在。這一點也成為大家質(zhì)疑的焦點之一。
如果這種粒子真的存在,那么它將有望顯著加速量子計算的商業(yè)化進(jìn)程和大規(guī)模實現(xiàn)的可能性。因為從理論指標(biāo)上看,拓?fù)淞孔颖忍卦诙鄠€方面都遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的離子阱和超導(dǎo)技術(shù)。舉個例子:目前超導(dǎo)和離子阱的單量子比特門電路的保真度大約可達(dá)99.9%;雙量子比特門電路方面,離子阱可以做到99.9%甚至99.99%,而超導(dǎo)通常只能做到98%左右。但如果拓?fù)淞孔颖忍氐靡詫崿F(xiàn),其保真度理論上可以達(dá)到“7個9”(99.99999%)甚至“8個9”(99.999999%),保真度是非常高的。但問題在于,這樣的馬約拉納費米子是否真的存在?這也是當(dāng)前量子計算領(lǐng)域大家很期待的事情。

看起來,馬約拉納費米子或者說拓?fù)淞孔颖忍剡@條路線,確實像是量子計算中人人都想找到的“寶藏”,但它真的存在嗎?還是只是遙遠(yuǎn)的傳說?我們拭目以待。

  • Chapter 2.6 中國量子發(fā)展現(xiàn)狀及其他路徑

接下來我們梳理一下國內(nèi)的主要發(fā)展趨勢和關(guān)鍵玩家。

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Joe Han 量子投資人: 目前,中國在量子計算領(lǐng)域也呈現(xiàn)出“百花齊放”的狀態(tài),幾乎每一條技術(shù)路線上都有兩到三家初創(chuàng)公司在積極探索。 在離子阱路線中,段路明老師創(chuàng)辦的華翊量子是代表性企業(yè)之一;合肥的國儀量子也在開展相關(guān)研究。此外,由郭光燦老師的學(xué)生創(chuàng)立的幺正量子,以及同樣總部位于合肥的啟科量子,也都以離子阱為核心技術(shù)方向。
在中性原子方面,發(fā)展也非常迅速。國內(nèi)最早專注該方向的企業(yè)是位于武漢的中科酷原。而在過去半年內(nèi),又有至少兩到三家中性原子公司陸續(xù)成立,推動原子型量子技術(shù)不斷向前。 在電子型路線中,主要以超導(dǎo)方向為主導(dǎo)。這里首先要提的創(chuàng)新公司是被稱為“中國量子計算的長子”的本源量子,由郭光燦院士的學(xué)生郭國平老師創(chuàng)立。另一家重要公司是國盾量子,原本專注于量子通訊,近年來也加速投入量子計算,并在超導(dǎo)方向展現(xiàn)出積極進(jìn)展。此外,總部位于深圳的量旋量子,雖然起初主要開發(fā)基于NV色心的量子教學(xué)設(shè)備,但根據(jù)過去兩年多的公開信息,它們也在加大投入研發(fā)通用型的超導(dǎo)量子計算機,值得關(guān)注。
至于光子型路線,在國內(nèi)尚處于起步階段,目前相對活躍的企業(yè)包括上海的圖靈量子和北京的正則量子,后者由黃蕾蕾老師帶領(lǐng),正持續(xù)在光量子計算方向上推進(jìn)。 總體來看,無論是在整體的量子計算領(lǐng)域,還是在每一條具體技術(shù)分支上,中國都有多家公司在你追我趕、持續(xù)探索。更不用提我們國家最具優(yōu)勢的量子通通訊和量子測量領(lǐng)域,已經(jīng)取得了一些令人矚目的成果。這就是目前中國量子計算初創(chuàng)企業(yè)的一些現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的簡要梳理。

在上篇文章發(fā)出后,也有不少國內(nèi)從事量子研究的機構(gòu)和初創(chuàng)公司與我們聯(lián)系,包括合肥國家實驗室,以及用量子計算設(shè)計藥物的初創(chuàng)公司等。這也讓我們覺得,這個選題還有很多可以深挖的空間,不過篇幅有限,本文我們還是聚焦在英偉達(dá)的“量子日”上,之后有機會我們會去拜訪更多公司,深入聊聊國內(nèi)的最新進(jìn)展,持續(xù)跟進(jìn)該領(lǐng)域的研究。

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最后,其實產(chǎn)業(yè)中還有一些不那么主流但也在探索中的路線,比如“硅自旋量子比特”。這類技術(shù)利用單個原子或電子的自旋作為量子比特,有點像用指南針的北或者南的方向來編碼0和1,這種方法利用了材料本身的微小磁性,很像傳統(tǒng)電子設(shè)備,但操作精度要求更高。

代表公司包括英特爾和澳大利亞的Silicon Quantum Computing(SQC),此外也有一些大學(xué)實驗室和政府項目也在進(jìn)行研究。不過,由于電子自旋極其微弱,需要非常精細(xì)的操控,同時環(huán)境噪聲很容易破壞量子狀態(tài),因此對材料和工藝要求極高,目前仍處在早期研發(fā)階段。

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另外,還有出現(xiàn)在此次“量子日”上的D-Wave公司,它走的是“退火量子計算機”和“門模型量子計算機”路線;還有Infleqtion公司,專注于量子技術(shù)的商業(yè)化,致力于開發(fā)量子傳感、量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)解決方案。關(guān)于這兩家公司,我們將在講商業(yè)落地部分時再進(jìn)一步展開。

03 規(guī)?;c商業(yè)落地

  • Chapter 3.1 未來發(fā)展的核心

在黃仁勛集結(jié)眾多領(lǐng)袖人物的“量子日”上,盡管在技術(shù)路線選擇上存在諸多分歧,但也有明確的共識:規(guī)模化(scaling)將是接下來市場發(fā)展的重點方向,而商業(yè)落地則是探索的核心。

Ben Bloom Atom Computing創(chuàng)始人兼CEO: 我認(rèn)為持續(xù)擴展規(guī)模非常重要。我覺得Pete說得沒錯,那些真正能夠改變世界的重大問題,可能確實需要數(shù)百萬個量子比特才能解決。因此必須確保量子計算機以極快的速度擴展,我們不希望像摩爾定律那樣,每次只擴展2倍或√2倍的規(guī)模,我們希望每一次擴展都是10倍級別,并且每隔幾年就能實現(xiàn)一次這樣的躍升。這是我們Adam Computing所正在做的。
現(xiàn)在已經(jīng)有一些人在使用量子計算機,也取得了初步進(jìn)展,開始找到一些實際的問題來解決。但那種真正能夠改變世界、具備utility-scale(公用事業(yè)規(guī)模)的應(yīng)用,那就必須達(dá)到百萬量子比特的規(guī)模。

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而從現(xiàn)在到實現(xiàn)百萬量子比特的路上,對量子技術(shù)的應(yīng)用和商業(yè)化探索也在同步發(fā)生。從前文所述的不同量子技術(shù)路線中,我們可以看出:科技大廠、初創(chuàng)企業(yè)和政府力量正在并行發(fā)力。

像IBM、谷歌、微軟、亞馬遜等科技巨頭,通常擁有雄厚的資金與科研資源,具備大規(guī)模芯片制造、系統(tǒng)集成和長期研發(fā)能力。雖然推進(jìn)速度相對較慢,但追求的是根本性的突破。大廠的優(yōu)勢在于整體規(guī)劃、資金投入和跨學(xué)科協(xié)作,但在某些非常前沿或風(fēng)險較高的技術(shù)上可能會更加保守。

政府資助項目通常聚焦基礎(chǔ)科學(xué)研究、人才培養(yǎng)和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo),這些項目往往聚焦于原始創(chuàng)新,資助大學(xué)和國家實驗室開展前沿實驗,例如中國的國家量子實驗室、歐洲的Quantum Flagship、美國的國家量子計劃等。政府項目的特點是資金充足、目標(biāo)明確(例如實現(xiàn)量子通信、量子傳感或初步的量子計算原型),但在商業(yè)化方面進(jìn)展較慢。

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初創(chuàng)企業(yè)則更聚焦于某個具體問題或技術(shù)細(xì)分市場,優(yōu)勢在于靈活、創(chuàng)新和敢于冒險。

例如在中性原子平臺上,Atom Computing、Pasqal、QuEra等初創(chuàng)公司可以更快嘗試新方法、優(yōu)化激光控制系統(tǒng)和擴展原子陣列;在光子量子計算領(lǐng)域,PsiQuantum與Xanadu正以大膽的規(guī)模目標(biāo)推進(jìn)芯片化設(shè)計;而在硅基和自旋量子比特方向,也有一些初創(chuàng)公司借助現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝快速迭代產(chǎn)品。

這些初創(chuàng)公司在市場中往往扮演“顛覆者”的角色,它們能夠以較低成本嘗試一些大廠不愿意承擔(dān)的風(fēng)險項目,雖然規(guī)模較小,但技創(chuàng)新速度快、技術(shù)路線靈活,可以在一些細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,甚至推動行業(yè)整個進(jìn)步。

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當(dāng)然,對于依賴風(fēng)投資金支持的初創(chuàng)公司以及已經(jīng)上市的量子概念公司來說,持續(xù)吸引大規(guī)模資本和人力投入的前提是找到穩(wěn)定、可預(yù)期的回報路徑。因此,他們必須盡早轉(zhuǎn)向市場應(yīng)用,如云端接入、特定問題優(yōu)化等,為大廠的整體戰(zhàn)略提供新思路與技術(shù)驗證。

至于目前頭部企業(yè)在商業(yè)化落地和營收上的主要方向,主要集中在三個方向:直接銷售量子計算整機及其對應(yīng)的量子云服務(wù);與大企業(yè)客戶、實驗室和研究機構(gòu)展開合作;國防相關(guān)的訂單。

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Joe Han 量子投資人: 目前已上市的三家量子計算公司分別是IonQ、D-Wave和Rigetti。這三家公司的營收在不同程度上都依賴于來自政府的訂單,業(yè)務(wù)模式涵蓋了云服務(wù)和整機銷售。也正因為如此,我們會看到它們的季度盈利表現(xiàn)存在非常明顯的波動。

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以D-Wave為例,它最早就是靠銷售整機而出名的:第一臺賣給了洛克希德·馬丁,第二臺賣給了谷歌和NASA的聯(lián)合團(tuán)隊。由于以整機銷售為主,它的財報經(jīng)常出現(xiàn)大幅的“波峰”或“波谷”變化。為了平滑營收曲線,D-Wave近年來也在向云服務(wù)方向轉(zhuǎn)型。相比之下,IonQ和Rigetti更多是將自己的量子計算機AWS和微軟Azure等云平臺進(jìn)行分享,或采用“按時計費”模式接入其它的云。 另外就是通過和潛在的甲方進(jìn)行做POC(Proof of concept,概念驗證)的一些研究,也會收取不小的顧問費用。
最后,還有一類收入來自國家級企業(yè)計劃,例如參加IARPA(基礎(chǔ)設(shè)施高級研究計劃局)和DARPA (國防高級研究計劃局)主導(dǎo)的項目,會直接收到的是科研的經(jīng)費。雖然這類資金通常被歸類為非營收,但本質(zhì)上也構(gòu)成了它們整體收入的重要組成部分。 以上就是目前三家上市量子計算公司主要的收入來源結(jié)構(gòu)。

而非上市的初創(chuàng)企業(yè),它們的收入來源會更豐富,也會更垂直。比如以Infleqtion這家公司為例:

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Joe Han 量子投資人: Infleqtion非常微妙,它有大量的政府訂單是來自NIST(美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所)對其原子鐘的采購,Infleqtion在這一領(lǐng)域是重要的供應(yīng)商。 第二部分收入是來自光學(xué)器件,由于中性原子和離子阱幾乎是一個親兄弟關(guān)系,兩者所使用的核心光學(xué)器件大約有30%左右可以共用,因此Infleqtion能夠同時為這兩個方向提供組件。它不僅提供標(biāo)準(zhǔn)器件,還進(jìn)行聯(lián)合研發(fā),并可提供定制化產(chǎn)品,這部分也構(gòu)成了穩(wěn)定的收入來源。
第三,美國政府近年來在Positioning, Navigation & Timing(PNT,定位、導(dǎo)航與授時)領(lǐng)域的采購力度較大,Infleqtion從DARPA和IARPA項目中在這方面獲得了可觀的收入。

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再比如QuEra,它通過接入AWS平臺,獲得了穩(wěn)定的收入。在AWS上,目前有兩類量子計算云服務(wù):一種是Digital(數(shù)字信號),另一種是Analog(模擬信號)。其中,模擬信號的量子計算機的量子設(shè)備正是由QuEra提供。由于其在分子運動模擬方面的突出表現(xiàn),QuEra也在AWS和其他量子云平臺上得到不少的收入。
其他還有很多公司都有一些獨特的過人之處,比如像硅谷101上次介紹過的量子初創(chuàng)公司Anyon,它們的量子芯片的制程技術(shù)也是一個殺手锏。由于該技術(shù)是從早期實驗室中延續(xù)出來的,所以在打造自家量子芯片之前,它們就已經(jīng)為其他客戶設(shè)計和開發(fā)芯片,也因此帶來了豐富的現(xiàn)金流,同時使得公司發(fā)展也相對更健康。雖談不上完全自給自足,還有一定的融資壓力,但也能帶來不錯的營收。

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  • Chapter 3.2 商業(yè)應(yīng)用

最后我們來展開聊聊商業(yè)應(yīng)用模式,在這個層面,其實前沿科技的落地往往比大眾想象中來得更快一些。

在之前文章的討論中,有不少人認(rèn)為量子計算的應(yīng)用還只是噱頭、炒作和PPT,但不可否認(rèn)的是,我們確實已經(jīng)看到了一些商業(yè)上的嘗試。目前量子計算公司的甲方客戶,主要集中在藥物研發(fā)、材料設(shè)計、優(yōu)化問題等方向,這能讓量子化學(xué)、量子金融、量子路線規(guī)劃、量子加密和量子超距傳輸?shù)葢?yīng)用被快速被試驗。

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與此同時,量子賦能AI、甚至被AI反向賦能也在業(yè)界出現(xiàn)了巨大進(jìn)展。

Joe Han 量子投資人: 量子與AI之間的結(jié)合,目前大致可以分為三種狀態(tài)或模式: 第一種是用AI來輔助量子計算機的早日實現(xiàn)。比如英偉達(dá)即將建設(shè)的量子加速中心,正是為這類工作打基礎(chǔ)、做鋪墊。 第二種是“量子啟發(fā)式算法”,也就是把量子計算中得到的思路和方法,借由經(jīng)典計算機來執(zhí)行。
第三種則是實現(xiàn)真正意義上的“量子AI”。這個路徑又可以分為兩步:一種是“混合式”,另一種是“純量子式”。我特別相信,接下來以量子作為加速器的一部分,會讓整個算力有顯著的提高,而這種Hybrid(混合式)架構(gòu)會成為趨勢,而且未來,越來越多的超級計算中心都將引入量子硬件(或稱之為QPU)進(jìn)行混合搭建,這也會為未來AI與量子的無縫連接,進(jìn)行前期鋪墊。

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一線研究人員告訴我們,利用量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成傳統(tǒng)大模型AI的參數(shù),可以實現(xiàn)100到1000倍的高效壓縮;同時,利用傳統(tǒng)AI來輔助量子模型的訓(xùn)練優(yōu)化與量子噪聲糾錯,可以讓量子模型適應(yīng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。換句話說,純量子的糾錯技術(shù)和純量子的機器學(xué)習(xí)發(fā)展過分依賴于量子硬件,但通過AI的輔助可以幫助在現(xiàn)有量子架構(gòu)上實現(xiàn)量子的實際應(yīng)用。祁均教授如今研究的領(lǐng)域就是讓兩者同步進(jìn)行,將量子和傳統(tǒng)的優(yōu)勢都利用起來。

Jun Qi(祁均)博士 香港浸會大學(xué)計算機系助理教授 Xanadu量子機器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者: 我們確實觀察到,量子算力在推動某些AI技術(shù)方面展現(xiàn)出一些傳統(tǒng)計算所不具備的獨特優(yōu)勢。因此,我們正在嘗試構(gòu)建“第三代混合架構(gòu)”——將傳統(tǒng)算力與量子算力混合的量子AI模型。這種架構(gòu)融合了兩者的長處:傳統(tǒng)AI擅長模型訓(xùn)練,而量子模型在快速采樣、快速輸出結(jié)果、快速學(xué)習(xí)方面具有天然優(yōu)勢。兩者之間可以形成優(yōu)勢互補,打造第三代的量子AI的系統(tǒng)。 我認(rèn)為可能在未來三年內(nèi),這類系統(tǒng)可能就可以找到能產(chǎn)生實際價值的應(yīng)用。而且我認(rèn)為AI賽道與量子技術(shù)的結(jié)合,是一個需求量很大,同時在工程上也相對容易實現(xiàn)的方向。

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而AI和量子的結(jié)合已經(jīng)在大型科技企業(yè)中有著更多的嘗試,AI可以加速量子計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以在量子編譯、量子糾錯、數(shù)字孿生模擬器和自然語言量子編程等多個方向上提供支持,簡單來說,AI讓量子計算機更聰明、更高效、更抗噪。

反之,量子計算也可以加速AI的發(fā)展。量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、量子搜索與優(yōu)化算法、量子分類模型和量子生成模型等技術(shù)正在為AI帶來新的加速路徑,在未來能讓AI跑得更快、學(xué)得更深,解決今天尚無法企及的問題。

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我們前面說了這么多不同的“門派”、不同的技術(shù)路線,其實總結(jié)一下,量子計算目前仍處于一個較早期的發(fā)展階段,也正因如此,才會出現(xiàn)沒有技術(shù)共識的現(xiàn)狀。但這不就是前沿科技的美妙之處嗎?

嘗試,合作,證明,失敗,追求看似不可能的路徑,被挑戰(zhàn)、被質(zhì)疑,慢慢科普,慢慢探索,再慢慢走進(jìn)大眾的視野,然后改變世界。這個過程可能會很漫長,而我們現(xiàn)在已經(jīng)慢慢開始看到一些曙光。

侯萬達(dá) 加州大學(xué)圣地亞哥分校物理學(xué)博士生: 一個可行的技術(shù)路線的苗頭已經(jīng)出現(xiàn),馬上黎明就要到來的時候,此時關(guān)鍵的問題在于:我們什么時候能把它真正擴展起來、真正地實現(xiàn)。剩下的,其實就只是技術(shù)和工程上的難題了。
所以說,量子計算的發(fā)展路徑,很可能不會像一個能看到的“進(jìn)度條”,每天慢慢地一點點從10%、20%,最終漲到100%。它更可能是這樣的——你前一天晚上睡覺前還覺得,量子計算機現(xiàn)在還只有100個量子比特,什么也做不了,可第二天早上醒來,Google就突然宣布:“我們造好了?!币苍S人們會期待這會是一場突如其來的爆發(fā)式進(jìn)展。就像ChatGPT被掛到網(wǎng)上之前,很多人還不知道它是什么、有什么用,但一旦它開放給所有人使用的時候,大家立刻就意識到:我們的生活被改變了。

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以上就是我們硅谷101聊量子計算的第二篇文章,當(dāng)然,這個垂直賽道我們還會持續(xù)深挖下去,歡迎行業(yè)從業(yè)者繼續(xù)聯(lián)系我們,跟我們一起來追蹤接下來的技術(shù)發(fā)展和行業(yè)趨勢。