為什么科技巨頭都在研究量子計算機？

　　5月3日世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機誕生，這臺量子計算機由中科大、中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室、浙江大學、中科院物理所共同完成。大學和科研機構研究這種高精尖的科研技術并不奇怪。奇怪的是，在諸多科研機構中閃過了一個“違和”的身影——阿里。

　　量子計算的“違和”身影到底有多少

　　說起量子計算機就不得不提起世界上首臺量子計算機的開發(fā)商——D-Wave公司。D-Wave公司自2007年推出首臺量子計算機開始就備受爭議。一些學者認為由于量子形態(tài)并不穩(wěn)定，量子計算機只是在理論層面可行。

　　不過，隨后的事實證明，量子計算并非虛無縹緲，因為D-Wave在2012年獲得亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯以及美國中情局旗下投資機構In-Q-Tel的投資。

　　在2013年，谷歌公司采購了D-Wave生產的世界上第一款商業(yè)量子計算機D-Wave Two。隨后谷歌、美國宇航局(NASA)和美國大學太空研究協(xié)會與甚至D-Wave簽訂為期7年的商業(yè)協(xié)議，以獲得后者開發(fā)的最新量子處理器。

　　2016年5月谷歌至和NASA甚合建了Quantum AI Lab(量子人工智能實驗室)。D-Wave的量子計算機概念最終風靡全球獲得認可。

　　(谷歌專門在國際期刊上發(fā)表了一篇名為《What is the Computational Value of Finite Range Tunneling?》的論文)

　　量子計算機實際上也在獲得各個科技巨頭的認可?？萍季揞^們不斷和科研機構甚至和政府相關部門合作，以求在技術層面上取得突破。

　　今年1月，微軟在官方網站刊文表示將著手量子計算工程樣機研發(fā)，并宣稱這可能是一臺能擊敗谷歌和IBM的量子計算機樣機。

　　今年3月，IBM則是宣布了一項新業(yè)務“IBM Q”，旨在向企業(yè)和科研單位提供一種商用化的量子計算平臺。

　　國內對于量子計算的研究其實并不晚，阿里在量子計算領域的布局早在2015年就已經開始。2015年7月阿里云就和中科院建立了量子計算實驗室。

　　今年3月的阿里集團技術大會上，馬云曾宣布啟動NASA計劃，并說“現在所研究的目標是為了解決10年、20年后的困難?！?/p>

　　量子計算實驗室在大會PPT上一閃而過，筆者幾乎沒有太多關注。因為在筆者當時看來，這不過是一次公關手段而已，更多是為了“明志”，彰顯阿里對于技術的關注。用阿里首席技術官張建峰的話說，阿里的商業(yè)做得太成功，掩蓋了技術的光芒。實際上，阿里巴巴是一家技術驅動的技術+商業(yè)公司。這次阿里和幾家科研機構共同拿出了光量子計算機，著實讓人震動。因為這說明阿里不僅僅在“明志”，更是在實干。

　　百度目前在量子計算領域尚未有太多動作，不過百度總裁張亞勤在GMIC2017上談到，“量子計算會改變人工智能很多算法，很有意思的事情都在下面的五年十年內發(fā)生?！笨梢灶A見，在阿里已經布局量子計算機的情況下，百度在不遠的將來應該也會有所舉動。

　　量子計算機會成為科技和社會的引擎

　　曾經看到過這樣一個觀點——互聯網業(yè)里的許多概念，比如人工智能、萬物互聯、智慧地球等等，若說理想狀態(tài)的深度，都是非常趨同的，它們大概等于大同世界，或者烏托邦。

　　之所以會說這是“烏托邦”，其實還是在于以今天的計算能力來看，很多理想中的狀態(tài)無法實現。

　　這個想法很好理解，我們可以把自己回溯到幾百年前，幾百年前的古人無法預測天氣，不知道究竟何時才適合播種、耕地一樣。如果當時有個預言家說未來能夠預測半個月的天氣，播種耕地都講有據可依。但這個觀點在當時絕對會被稱作是異想天開的“烏托邦”。

　　我們如今去談人工智能、萬物互聯、智慧地球，其中很多設想很多時候也會被看作烏托邦，但烏托邦的核心并不在于不現實，而是在于以今天計算機的計算能力來看，不現實。

　　二十年前機器學習在工業(yè)界很難找到使用價值，因為那時的計算能力實在太爛了。但是隨著計算機的計算能力越來越強，機器學習在今天正在逐漸發(fā)揮越來越大的作用。

　　量子計算機之所以會誕生，也是和人工智能以及萬物互聯等技術對于數據計算的渴求越來越強烈。我們時常說人工智能和萬物互聯這些概念，但這些概念其實本質來看都是計算能力在背后作為核心支撐。

　　甚至可以說，整個人類社會本質上在很大程度上也是依靠“云計算”和“大數據”推動著往下走的。

　　當年漢代實行“編戶齊民”的人口戶籍制度，把政府控制的戶口都必須按姓名、年齡、籍貫、身份、相貌、財富情況等項目一一載入戶籍，并且以此制定稅收、政治政策。在其中“計算”起到了非常重要的作用。但是，由于當時“連接能力”不強，很多人都因為逃稅跑出了“編戶齊民”這個戶籍體系。這使得漢代中央掌握的“大數據”本身就是錯誤的，再加上當時的“云計算”不夠科學，稅收等各項政策都有很大的偏差。

　　這種情況在今天當然已經不存在了，公安系統(tǒng)內所有人的信息乃至指紋都一一存在。國家的稅收、教育、房產、生育政策幾乎都依次科學制定。

　　隨著量子計算的到來，未來大數據和云計算還能發(fā)揮更大的作用。因為量子計算機是材料性質、物理性質完全和今天的計算機不一樣的設備。這種計算機基于量子系統(tǒng)，可以進行高速運算和處理量子信息，理論處理速度是傳統(tǒng)計算機的數十億倍。

　　中國科學技術大學潘建偉院士在面對媒體時曾說到，它對某些特定問題的計算能力就可以達到目前全世界所有計算能力之和的100萬倍，計算能力將會突飛猛進。此外量子計算機能耗更低。

　　量子計算機帶來計算能力極限的大幅提升，意味著量子計算機可以分析更多數據。比如，實現精準的天氣預報，躲避颶風海嘯;計算優(yōu)化的出行線路，讓城市減少堵車;識別有效的分子組合，降低藥物的研發(fā)成本和周期;甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。

　　新的商業(yè)形態(tài)和社會形態(tài)將會因此誕生

　　用阿里王堅博士的話來說，如果要在如今的前瞻技術中選擇，一定選擇量子計算。因為量子信息科技浪潮，將對云計算產生革命性影響，真正為人類提供沒有限制的計算能力。從追隨者成為引領者，這是每一個科技公司的偉大機遇。

　　人工智能、云計算并不只是以獨立個體的形式出現的，而是不同交叉學科的產物：IT、統(tǒng)計、語言學等等，而到了工業(yè)化應用階段，又需要材料科學等更加傳統(tǒng)的行業(yè)。人工智能本質上是一個以計算機科學為主，外加其他交叉學科結合病落地的領域。

　　用一個億億次的經典計算需要一百年，但用一個萬億次的量子計算可能就0.01秒的時間。打一個不恰當的比方，我們的有生之年，電子計算機就是馬車，量子計算機就是汽車。

　　馬車和汽車代表的不僅僅只是速度不同，更是商業(yè)生態(tài)以及社會生態(tài)的不同。馬車背后代表了農業(yè)社會的經濟和社會形態(tài)，而汽車代表了工業(yè)社會的經濟和社會形態(tài)。

　　量子計算同樣也是如此。量子計算就像是新的“引擎”，代表了新的商業(yè)形態(tài)和社會形態(tài)。蒸汽機的到來引發(fā)了第一次工業(yè)革命，燃氣機的到來引發(fā)了第二次工業(yè)革命，計算機的誕生引發(fā)了第三次工業(yè)革命，那么量子計算機的到來很可能會推動第四次工業(yè)革命的很多構想真正實現。

　　量子計算一旦投入使用，許多行業(yè)都將受到顛覆性的影響，目前很多看似不可能有太多突破的領域未來都會有很大的改變。就像蒸汽機是工業(yè)文明的象征一樣，量子計算機帶來的計算能力的突破將會有類似的意義，量子計算代表了下一代計算引擎的開始。