量子计算仍然是科技公司的挑战

2020-01-07 原文 #Nei.st 的其它文章

尽管在证明量子计算的潜力方面已取得一些进展,但目前在实验室进行的许多计算都可以用传统计算机更快速地完成

谷歌首席执行长皮扎伊 (左) 与研究员 Daniel Sank 在圣芭芭拉附近的一个实验室内,旁边是一台谷歌量子计算机。

Photo: Google/Reuters

在领跑量子计算的竞赛中,一些科技巨头和初创公司发现,尽管多年来不乏大手笔的投资,但进入市场的道路仍比计划的要漫长。

量子计算机采用了原子大小的粒子而不是晶体管,在数字运算方面实现了飞跃。从理论上讲,这种增强的处理能力可以对蛋白质相互作用进行模拟,从而有助于发现新药;蛋白质相互作用过于复杂,目前的传统计算机无法做到模拟。量子计算机强大的处理能力还可以在短短几个小时内破解标准加密方法,而普通计算机需要花几年时间才能破译。

传统计算机采用二进制逻辑进行计算,信息单位是比特,用 0 或 1 来表示。而量子计算机的信息单位是量子比特;由于其物理性质,量子比特可以表示的不仅仅是 1 和 0。

去年 10 月份,Alphabet Inc. (GOOG) 旗下谷歌 (Google) 的研究人员表示,他们在量子计算领域取得了突破,宣称实现「量子霸权」(quantum supremacy)——即能够用量子计算机来解决传统计算机在合理时间框架内无法解决的问题。谷歌的研究人员称,在加利福尼亚州圣巴巴拉附近的一个研究实验室里,谷歌的量子计算机在 3 分 20 秒时间内完成了一项数学运算,而一台传统超级计算机需要一万年才能完成这个任务。

然而,尽管在证明量子计算的潜力方面已取得一些进展,但目前在实验室进行的许多计算都可以用传统计算机更快速地完成。

微软 (Microsoft Co., MSFT) 几十年来一直在资助该领域的研究。2016 年,该公司称已着手建造一台量子计算机。但在 2018 年该公司未能如期完成建造一台工作机器之后,该公司对这一项目进行了重组。

微软资深高管 Todd Holmdahl 从一开始就负责领导该公司的量子计算工作。他去年因上述工作未能如期完成而辞职。Holmdahl 对他离职一事不予置评,只是说自己已经退休。他曾在 Xbox 游戏平台和 HoloLens 增强现实眼镜部门工作。

微软表示,该公司已经展示了执行量子计算的能力,将继续追求在其看来具有实用价值的计算机设计。微软表示,其量子团队目前向公司副总裁 Rani Borkar 汇报工作。Borkar 是芯片行业的资深人士,曾效力于英特尔公司 (Intel Co., INTC) 和 International Business Machines Corp. (IBM, 简称 IBM)。

英特尔上个月发布了一款旨在加快量子处理进程的芯片。该公司表示,生产出一款优于目前数字计算机的量子计算机可能需要多年时间。

英特尔旗下研究部门 Intel Labs 的量子硬件主管 Jim Clarke 表示:「你现在看到的,是对未来两年所能实现目标的过度承诺。」他称:「未来十年我们可以做很多事情。」

同样在量子计算机研究方面有着悠久历史的 IBM 上月表示,这个未来大有前途的技术现在还处于早期发展阶段。

其他人则更为乐观。谷歌研究人员在关于其量子方面成就的论文中表示:「我们距离有价值的短期应用只差一个创造性算法。」

位于纽约约克镇高地的 IBM 研究机构的量子计算机。

Photo: Misha Friedman / Getty Images

但即便是谷歌在量子方面的成功也并非不可辩驳。IBM 研究人员在一篇博客文章中称,一台传统计算机可以在两天半时间内更准确地模拟相同的任务。IBM 表示,虽然这一速度慢于量子计算机,但上述技术飞跃还不足以证明谷歌所称的「量子霸权」地位。

科技公司和投资者近年来对量子计算投入巨大。根据科学期刊《自然》(Nature) 的数据,量子计算领域 2017 和 2018 年总计吸引到至少 4.5 亿美元私人投资。

最炙手可热的初创公司之一是位于加州伯克利的 Rigetti Computing。自 Chad Rigetti 2013 年创立该公司以来累计获得 1.2 亿美元融资。但了解这家初创企业的人士称,该公司前景已逐渐变得黯淡。

据两位该公司的前管理人员透露,包括首席技术长和首席运营长在内的几名高管已在去年离职。根据领英 (LinkedIn) 以及其中一位前公司高管给出的信息,过去大约一年中,已有超过 50 位员工离开 Rigetti。这些前高管表示,离职的部分原因是担心 Rigetti 的技术在合理期限内不具备商业可行性。

这些前管理人员还称,Rigetti 也未能满足一些工程方面的预定目标,并且公司近期需要筹措新资金来进一步开展量子计算机研发,但融资遇到困难。

尽管出现了人员流动,但 Rigetti 发言人说,公司去年的员工数量增加了 18%,原因之一是该公司 7 月份收购了量子计算软件公司 QxBranch。她说,Rigetti 去年筹集了大量资金,设计的路线图包括扩大处理能力的计划。

该行业的困境并没有吓退亚马逊公司 (Amazon.com Inc., AMZN)。去年 12 月,这家云计算巨头表示,正在就量子技术展开学术合作。该公司还开始使用几家初创公司提供的设备,向云用户提供进行量子计算实验的能力。

微软去年年底也表示,将通过 Azure 云提供访问量子处理器的服务。但该公司称,计划出售由霍尼韦尔 (Honeywell International Inc., HON) 和初创公司 IonQ Inc.生产的量子计算机的访问服务,而不自己提供硬件。IonQ 总部位于马里兰州科利奇帕克。

总部位于凤凰城的 Tirias Research 的创始人 Jim McGregor 表示,量子计算有商业用例,但投资该领域的公司正面临洗牌。他说,很多致力于此的企业面临生存难题。Tirias Research 主要研究半导体。

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