曾氏集團董事長曾沛霖談量子計算的應(yīng)用及未來發(fā)展
什么是量子計算？
量子計算是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進行的高速數(shù)學(xué)和邏輯運算，取代了當今計算機系統(tǒng)中更簡單的晶體管；也是存儲及處理量子信息的物理裝置，是研究物質(zhì)世界微觀粒子運動規(guī)律的物理學(xué)分支，它和相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。簡單來說，量子計算就是一種遵循量子力學(xué)的規(guī)律調(diào)控數(shù)據(jù)的過程。
量子計算研究的目標之一，是研究哪些問題可以用比傳統(tǒng)計算機更快的量子計算機來解決，以及加速的幅度有多大。研究結(jié)果顯示，量子計算有望解決在地球上所遇到的最大挑戰(zhàn) - 環(huán)境、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健、能源、氣候、材料科學(xué)領(lǐng)域，以及我們尚未遇到的其他領(lǐng)域方面的問題。
在2017年5月3日，首臺光量子計算器于中國誕生，2021年10月，中國成功構(gòu)建113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”，求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級計算機快10的24次方倍（億億億倍），展示中國成為全球第二個實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家，標志著國內(nèi)量子計算進入世界領(lǐng)先水平，國內(nèi)量子技術(shù)的突破也迎來新的轉(zhuǎn)折點。
量子計算的好處
提升算力
傳統(tǒng)計算機的計算過程隨著處理數(shù)據(jù)位數(shù)的增加所面臨的困難線形增加，要分解一個129位的數(shù)字需要1600臺超級計算機聯(lián)網(wǎng)工作8個月，而要分解一個140位的數(shù)字所需的時間要幾百年。但是利用一臺量子計算機進行量子計算時，同樣的工作量在幾秒內(nèi)就可得到結(jié)果。其原因在于量子計算機處理數(shù)據(jù)不像傳統(tǒng)計算機那樣分步進行，而是同時完成，這樣就節(jié)省了不少時間，適于大規(guī)模的數(shù)據(jù)計算。
降低能耗
隨著信息產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展，所有的電子器件都朝著小型化和高集成化的方向發(fā)展，而作為傳統(tǒng)計算機物質(zhì)基礎(chǔ)的半導(dǎo)體芯片由于晶體管和芯片受材料的限制，體積減小是有限度的。而每個量子元件尺寸都在原子尺度，由它們構(gòu)成的量子計算機，不僅運算速度快，存儲量大、功耗低，體積還會大大縮小。
量子計算的應(yīng)用
加速新藥開發(fā)
量子計算可應(yīng)用在醫(yī)療和疫情控制方面，致病病原體通常含有負責傳播感染的特定蛋白質(zhì)，阻斷這些蛋白質(zhì)是阻止疾病的關(guān)鍵。藥物發(fā)現(xiàn)過程的早期階段包括識別小分子，這些小分子可以通過與這些蛋白質(zhì)結(jié)合來阻止它們。然而，要評估的分子數(shù)量幾乎是無限的，而只有一小部分分子會與蛋白質(zhì)結(jié)合。目前的數(shù)據(jù)庫搜索解決方案只能審查多達數(shù)千萬個分子，而現(xiàn)有的過程至少需要兩年時間。
當中，Polaris就代表了一個初創(chuàng)企業(yè)的完美例子，它提供了與富士通互補的技能和技術(shù)，使每一方都能以敏捷和高效的方式合作。富士通和Polaris的解決方案在歷史上需要花費數(shù)年的時間，現(xiàn)在只需幾天就能審查數(shù)萬億個分子，比傳統(tǒng)方式加速了10000倍，這成功將藥物開發(fā)第一階段的時間從24個月以上縮短到8個月。
加速人工智能
IDC數(shù)字宇宙報告顯示，全球絕大部分信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生于近幾年，數(shù)據(jù)總量正在以指數(shù)形式增長?；?/span>以前的計算需求，在如此龐大的數(shù)據(jù)量面前，人工智能的訓(xùn)練學(xué)習過程將變得相當漫長，甚至無法實現(xiàn)最基本的人工智能，因為數(shù)據(jù)量已經(jīng)超出了內(nèi)存和處理器的承載上限，這大大限制了人工智能的發(fā)展。
量子計算技術(shù)能夠讓人工智能加速，一個億次的經(jīng)典計算需要一百年，但用一個萬億次的量子計算，可能只需0.01秒的時間。量子計算機的應(yīng)用將重新定義真正的超級計算能力的意義。同時，量子計算應(yīng)用也將有可能解決人工智能快速發(fā)展帶來的能源問題。
加速金融發(fā)展
中國量子計算技術(shù)可能有助于減少當今交易環(huán)境的復(fù)雜性，其組合優(yōu)化能力可提高投資組合的多樣化和重新平衡投資組合，以便更快地對市場狀況作出反應(yīng)。方法上，可以仔細選擇其他額外資產(chǎn)進行投資，來降低持有資產(chǎn)的風險，無論是具有反相關(guān)回報（對沖）或不相關(guān)的回報（多樣化）。
量子計算在國內(nèi)的發(fā)展
量子計算技術(shù)是未來的科技發(fā)展主流，因此有“誰掌握了先進的科技，誰就可以制霸全球”之說。國內(nèi)研發(fā)出“九章”號與“祖沖之”號，兩者的出現(xiàn)讓中國在量子計算和量子信息路上走到世界前列?！熬耪露枴卑延?0萬億年的計算時間極限壓縮到1毫秒，還有“祖沖之二號”， 同步實現(xiàn)了光量子和超導(dǎo)量子的領(lǐng)先地位。而中國就成為了全球唯一一個成功掌握兩種量子計算物理體系量子霸權(quán)的國家，下一個目標就是實現(xiàn)量子計算機的實用化。
而早在2018年5月國內(nèi)已推出量子計算的相關(guān)政策，針對量子計算的投資、科研力度不斷地加大，更先后啟動“自然科學(xué)基金”、“863”計劃和重點研發(fā)項目和科技創(chuàng)新2030重大專項等科研項目，以大力推動量子計算的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化落地。同時，在國內(nèi)已有不少的企業(yè)開展了量子計算的研究。
騰訊
2017年12月，騰訊宣布成立量子實驗室，開始網(wǎng)羅量子相關(guān)的算法、通訊、量子物理等方面的人才，推動以技術(shù)服務(wù)實體產(chǎn)業(yè)。
華為
華為公司已研制出量子計算軟件HiQ。這是華為量子計算研究技術(shù)使能平臺和未來量子計算機軟件解決方案，目前華為云已上線高性能、大規(guī)模量子線路模擬云服務(wù)，以及量子編程框架。
阿里巴巴
于2015年7月，阿里云與中國科學(xué)院共同成立“中國科學(xué)院-阿里巴巴量子計算實驗室”，開展量子計算的前瞻性研究。
百度
在2018年3月，百度宣布成立量子計算研究所，開展量子計算軟件和信息技術(shù)應(yīng)用業(yè)務(wù)研究。
家族辦公室曾氏集團董事長曾沛霖看量子計算與人工智能的關(guān)系及未來發(fā)展
家族辦公室曾氏集團董事長曾沛霖表示量子計算的運用對人工智能的發(fā)展是一次積極的躍進，目前在全球只有中國及美國實現(xiàn)了量子計算的應(yīng)用，而中國除了有兩大量子霸權(quán)外，量子運算的速度更是比美國快百億倍。相信中國在量子計算機取得的成果，已具有跨時代意義，未來中國必將迎來科技大爆發(fā)時代。家族辦公室曾氏集團董事長曾沛霖相信中國一旦將量子計算實用化，將全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，無論是大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、天氣預(yù)報還是藥物分析與密碼破譯，都能夠?qū)崿F(xiàn)超快速計算，為中國科技帶來巨大的變革。
在量子計算與量子信息的共同影響下，人工智能的培訓(xùn)周期將會縮短，同時對應(yīng)的功能和效率均能得到有效提升。對于家族辦公室投資方向而言，曾氏集團董事長曾沛霖表示，國內(nèi)量子計算的組合優(yōu)化能力，可提高投資組合的多樣化和重新平衡投資組合，能更加精確地規(guī)避開投資風險。
