上年底,百度研究院發布2020年十大科技趨勢預測,其中就提到過量子計算將會爆發,沒想到他們的預測應驗的這么快。
10月16日,我國領導人在有關量子科技研究和應用前景的第二十四次集體學習中強調:“要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性,加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局,把握大趨勢,下好先手棋。”
量子計算被提升到了國家戰略層面。
恰好在一個月前的百度世界2020大會上,百度也全新發布量易伏平臺,它是國內首個云原生量子計算平臺,開發者可以在該平臺注冊賬號即可進行開發測試,無需再擁有一臺量子計算機,大大降低了開發者使用量子技術的成本。
同時百度還全面升級了量子脈沖計算服務量脈、國內首個量子機器學習開發工具量槳。通過構建以百度量子平臺為核心的量子生態,叩響了量子時代的大門。
9月26日,段潤堯還與中科院計算所研究生王子和B站知名科普類UP主汪振興在百度APP上進行了一次別開生面的直播——量子計算科普課,當時吸引了超過15．3萬人觀看和互動,可見大眾對了解量子計算也有十分濃厚的興趣。
無論從國家戰略、企業布局還是普通用戶的興趣方面,量子計算都已成為關注的焦點,那它距離我們究竟有多遠呢?我們國家的量子計算水平又處在怎樣的位置呢?
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未來已來,我們早已進入量子時代
從1900年量子力學的出現,到量子計算逐步落地應用,中間已經走過了120年。
過去30年,我們經歷了全球互聯網高速發展的進程,其實也可以看做是第一次量子技術革命時代。伴隨著計算機的出現,在這個信息時代里我們通過互聯網實現了全球范圍內的互通互聯,基于互聯網也形成了內容、游戲、社區、電商等一系列應用,極大豐富了我們的工作和生活。
但隨著量子計算技術的進一步發展,我們也將要迎來第二次量子計算革命浪潮。
量子計算機比普通計算機有更強的計算能力,舉個實際的例子,現有的量子計算機能用不到4分鐘時間,完成世界第一的超級計算機IBM Summit大約1萬年的計算量。
美國加州圣巴巴拉的量子計算實驗室的量子計算機
華為創始人任正非也曾提到,現在世界上最安全的密碼,如果用超級計算機去破譯,需要幾十萬年才能破解,但如果用量子計算機去破解,不用幾秒鐘就能成功。
如此出色的計算能力,當它應用于各行各業,不僅能大大縮短研發時間,還有可能出現顛覆式的創新。
10月27日,在百度舉辦的“百度無限『量』,大咖聊量子”科普課堂活動中,百度研究院量子計算研究所所長段潤堯教授也提到,量子計算目前最有?的應用是量?系統對現實世界的模擬,運用量子計算機超強的計算能力,對現實世界發展趨勢的提前預判,進而提升工作效率。
美國《時代周刊》曾預測過量子計算改變我們世界的9大方面,其中包括更安全的飛行體驗、探索更遠的宇宙星球、汽車自動駕駛落地、提高天氣預報精度、提升癌癥篩查精準度,以及治療藥物的研發效率等等。
如此看來,量子計算離我們并不遙遠,而且與我們的生活將會息息相關。
當然,技術是一把雙刃劍,如果量子計算技術被用來作惡,也會產生極大的破壞力,因此各個國家和企業都十分重視這項技術的研發和正確應用。
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大國戰略,量子計算乃必爭之地
目前世界各國已經充分認識到量子計算的重要性,并且在這項技術上砸入真金白銀:
2013年,日本成立量子科學技術研究開發機構,計劃10年內投入3．75億美元進行量子技術研究;
2016年歐盟宣布投入11億美元啟動“量子旗艦”計劃;
2019年德國投入6．5億歐元啟動國家量子計劃,并且還宣布將于2021年擁有首臺量子計算機;
2019年俄羅斯也提出了國家量子計劃,將在5年內投入7．9億美元打造量子計算機;
從2019年至今,還有英國、荷蘭、印度等多國投入重金進入量子科技領域搞研發以及人才培養;
美國也在逐年加大量子計算領域的投入,他們在2021財年預算提案中對量子信息科學的投資相比2020財年將增加50%。
量子計算成為了全球范圍內大國必備的科研戰略,其重要性與日俱增。
在中國,量子科技同樣備受重視,早在2001年,中科院就成立了量子物理與量子信息研究部,2011年清華大學也成立了量子信息中心,2016年我國發射了人類歷史上首顆量子衛星“墨子號”,2020年量子計算又被提升為國家戰略。
那為什么我國選擇現在提出加快量子科技戰略呢?段潤堯在直播中表示,這是綜合因素使然。近幾年量子科技不管在軟件、硬件還是算法上都有了巨大的突破,整體認識水平的提升推動了量子研究領域的進步,同時,量子計算已經成為面對一些科技瓶頸時的新選擇。在量子科技興起的大背景下,主要的發達國家都已經展開布局,在這種情況下,做好量子科技的戰略謀劃和系統布局是必然的。
據日本調研機構統計顯示,從2014年至2018年,在量子計算機領域的研究論文數量上,美國以1948篇排名世界第一;中國以1495篇排名第二。
目前中國與美國在量子科技上也各有優劣,中國在量子通信方面處于全球領先地位,美國則在量子計算領域處于領先地位。
中金公司的報告顯示,當前量子科技正處于從科研走向應用的關鍵時期,我國作為量子科技的第一梯隊成員,國內的量子計算產業勢必會加速發展。
工商局的企業注冊數據也在印證這一判斷,目前我國有近4200家經營范圍含“量子”的企業,有87%的企業是在近5內成立的。
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提前布局,百度讓“人人皆可量子”
量子計算在國內已經進入了快車道。但同時我們也要認識到這一領域發展中存在的短板,清華大學副校長、中科院院士薛其坤近期接受采訪時表示在支撐設備、關鍵元器件以及人才儲備方面都存在挑戰。
在國外,谷歌、亞馬遜、微軟等科技巨頭都已在量子計算領域有所斬獲。
谷歌曾在2019年實現量子計算能力的突破,即在世界第一的超算 Summit 需要計算一萬年的試驗中,谷歌量子計算機只花費了3分20秒;微軟也在2019年推出了量子網絡和量子計算云服務,量子計算的商業化進程也逐漸加快。
在國內,阿里和百度先后于2017年和2018年成立量子計算研發機構,推動國內量子計算在技術探索、應用落地和人才培養等方面的發展。
對于量子計算未來在國內的發展趨勢,百度CTO王海峰認為:“一方面,以深度學習框架和云計算為代表的人工智能技術有望在量子計算軟、硬件的研發過程中大顯身手,比如百度飛槳深度學習平臺就包含了量子機器學習工具集‘量槳’,可以支持開發者和科研人員更便捷地開發量子人工智能應用;另一方面,隨著量子科技的發展,量子計算、量子通信以及量子精密測量等方面的先進成果也將逐步融入人工智能的技術發展和應用落地之中。”
百度研究院量子研究所成立2年里就實現了3大跨越:
2019年發布了國際領先、國內第一的云上量子脈沖系統“量脈”。作為連接量子軟硬件的橋梁,量脈的性能指標非常優異;
2020年5月,發布了量子機器學習開發工具“量槳”,使百度飛槳成為了國內首個、也是目前唯一支持量子機器學習的深度學習平臺;
9月,又推出了國內首個云原生量子計算平臺量易伏,加速量子計算的商業應用步伐。
在這次“百度無限『量』,大咖聊量子”科普課堂中,天體物理學博士馬志博也出席參與,并表示自己十分欣賞百度在量子計算領域的布局邏輯,他認為百度的量子計算平臺很好的串聯了該領域的軟硬件和前后端。
量易伏、量脈、量槳構建起以百度量子平臺為核心的量子生態
短短2年時間,百度就在量子計算領域成為國際一流的科技公司。
今年年初,百度入選了《Analytics Insight》雜志評選的2020全球十大量子計算公司名單;另外,知名投資咨詢公司Investor place評選出全球未來十年值得買入的七大量子計算股票,百度也與Alphabet、IBM、微軟等科技公司一同入榜。
為了在國內挖掘量子計算方面的人才,2020百度之星大賽還首次設置了量子計算賽題,讓量子計算的能力培養從00后抓起。
在百度世界2020大會上,百度研究院量子計算研究所所長段潤堯教授喊出了“人人皆可量子”的愿景,他希望人們能夠有平等獲得“量子技術”這種尖端科技的權利。
9月26日和10月27日,段潤堯教授又分別參加了百度的兩場量子計算的科普課,通過直播和線下沙龍的方式,深入淺出的分享量子計算的知識和案例,以及百度量子目前的發展現狀、最新技術進展以及應用成果,讓更多年輕人感知到量子技術即將帶來的變革。
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小結
雖然量子技術的概念聽上去高深莫測,但它距離我們一點也不遠,當我們在享受北斗衛星精準導航的時候,當我們運用更精準的天氣預報實現農業大豐收的時候,當我們未來用醫學攻克罕見病癥的時候,背后都會有量子計算的存在。
在中國成為量子計算強國的道路上,百度作為一家高科技企業,也有望用自己的技術實力和影響力助力中國搶占科技制高點。我們也期待人人皆可量子的時代早日到來!