上年底,百度研究院發(fā)布2020年十大科技趨勢預(yù)測,其中就提到過量子計算將會爆發(fā),沒想到他們的預(yù)測應(yīng)驗的這么快。
10月16日,我國領(lǐng)導(dǎo)人在有關(guān)量子科技研究和應(yīng)用前景的第二十四次集體學(xué)習(xí)中強調(diào):“要充分認(rèn)識推動量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性,加強量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局,把握大趨勢,下好先手棋。”
量子計算被提升到了國家戰(zhàn)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(fā)布量易伏平臺,它是國內(nèi)首個云原生量子計算平臺,開發(fā)者可以在該平臺注冊賬號即可進(jìn)行開發(fā)測試,無需再擁有一臺量子計算機,大大降低了開發(fā)者使用量子技術(shù)的成本。
同時百度還全面升級了量子脈沖計算服務(wù)量脈、國內(nèi)首個量子機器學(xué)習(xí)開發(fā)工具量槳。通過構(gòu)建以百度量子平臺為核心的量子生態(tài),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(jìn)行了一次別開生面的直播——量子計算科普課,當(dāng)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(zhàn)略、企業(yè)布局還是普通用戶的興趣方面,量子計算都已成為關(guān)注的焦點,那它距離我們究竟有多遠(yuǎn)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(jìn)入量子時代
從1900年量子力學(xué)的出現(xiàn),到量子計算逐步落地應(yīng)用,中間已經(jīng)走過了120年。
過去30年,我們經(jīng)歷了全球互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的進(jìn)程,其實也可以看做是第一次量子技術(shù)革命時代。伴隨著計算機的出現(xiàn),在這個信息時代里我們通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的互通互聯(lián),基于互聯(lián)網(wǎng)也形成了內(nèi)容、游戲、社區(qū)、電商等一系列應(yīng)用,極大豐富了我們的工作和生活。
但隨著量子計算技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)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(xiàn)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(chuàng)始人任正非也曾提到,現(xiàn)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(dāng)它應(yīng)用于各行各業(yè),不僅能大大縮短研發(fā)時間,還有可能出現(xiàn)顛覆式的創(chuàng)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(yīng)用是量?系統(tǒng)對現(xiàn)實世界的模擬,運用量子計算機超強的計算能力,對現(xiàn)實世界發(fā)展趨勢的提前預(yù)判,進(jìn)而提升工作效率。
美國《時代周刊》曾預(yù)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(yuǎn)的宇宙星球、汽車自動駕駛落地、提高天氣預(yù)報精度、提升癌癥篩查精準(zhǔn)度,以及治療藥物的研發(fā)效率等等。
如此看來,量子計算離我們并不遙遠(yuǎn),而且與我們的生活將會息息相關(guān)。
當(dāng)然,技術(shù)是一把雙刃劍,如果量子計算技術(shù)被用來作惡,也會產(chǎn)生極大的破壞力,因此各個國家和企業(yè)都十分重視這項技術(shù)的研發(fā)和正確應(yīng)用。
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大國戰(zhàn)略,量子計算乃必爭之地
目前世界各國已經(jīng)充分認(rèn)識到量子計算的重要性,并且在這項技術(shù)上砸入真金白銀:
2013年,日本成立量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機構(gòu),計劃10年內(nèi)投入3．75億美元進(jìn)行量子技術(shù)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(nèi)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(jìn)入量子科技領(lǐng)域搞研發(fā)以及人才培養(yǎng);
美國也在逐年加大量子計算領(lǐng)域的投入,他們在2021財年預(yù)算提案中對量子信息科學(xué)的投資相比2020財年將增加50%。
量子計算成為了全球范圍內(nèi)大國必備的科研戰(zhàn)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(xué)也成立了量子信息中心,2016年我國發(fā)射了人類歷史上首顆量子衛(wèi)星“墨子號”,2020年量子計算又被提升為國家戰(zhàn)略。
那為什么我國選擇現(xiàn)在提出加快量子科技戰(zhàn)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(rèn)識水平的提升推動了量子研究領(lǐng)域的進(jìn)步,同時,量子計算已經(jīng)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(fā)達(dá)國家都已經(jīng)展開布局,在這種情況下,做好量子科技的戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局是必然的。
據(jù)日本調(diào)研機構(gòu)統(tǒng)計顯示,從2014年至2018年,在量子計算機領(lǐng)域的研究論文數(shù)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(yōu)劣,中國在量子通信方面處于全球領(lǐng)先地位,美國則在量子計算領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。
中金公司的報告顯示,當(dāng)前量子科技正處于從科研走向應(yīng)用的關(guān)鍵時期,我國作為量子科技的第一梯隊成員,國內(nèi)的量子計算產(chǎn)業(yè)勢必會加速發(fā)展。
工商局的企業(yè)注冊數(shù)據(jù)也在印證這一判斷,目前我國有近4200家經(jīng)營范圍含“量子”的企業(yè),有87%的企業(yè)是在近5內(nèi)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(nèi)已經(jīng)進(jìn)入了快車道。但同時我們也要認(rèn)識到這一領(lǐng)域發(fā)展中存在的短板,清華大學(xué)副校長、中科院院士薛其坤近期接受采訪時表示在支撐設(shè)備、關(guān)鍵元器件以及人才儲備方面都存在挑戰(zhàn)。
在國外,谷歌、亞馬遜、微軟等科技巨頭都已在量子計算領(lǐng)域有所斬獲。
谷歌曾在2019年實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)和量子計算云服務(wù),量子計算的商業(yè)化進(jìn)程也逐漸加快。
在國內(nèi),阿里和百度先后于2017年和2018年成立量子計算研發(fā)機構(gòu),推動國內(nèi)量子計算在技術(shù)探索、應(yīng)用落地和人才培養(yǎng)等方面的發(fā)展。
對于量子計算未來在國內(nèi)的發(fā)展趨勢,百度CTO王海峰認(rèn)為:“一方面,以深度學(xué)習(xí)框架和云計算為代表的人工智能技術(shù)有望在量子計算軟、硬件的研發(fā)過程中大顯身手,比如百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺就包含了量子機器學(xué)習(xí)工具集‘量槳’,可以支持開發(fā)者和科研人員更便捷地開發(fā)量子人工智能應(yīng)用;另一方面,隨著量子科技的發(fā)展,量子計算、量子通信以及量子精密測量等方面的先進(jìn)成果也將逐步融入人工智能的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用落地之中。”
百度研究院量子研究所成立2年里就實現(xiàn)了3大跨越:
2019年發(fā)布了國際領(lǐng)先、國內(nèi)第一的云上量子脈沖系統(tǒng)“量脈”。作為連接量子軟硬件的橋梁,量脈的性能指標(biāo)非常優(yōu)異;
2020年5月,發(fā)布了量子機器學(xué)習(xí)開發(fā)工具“量槳”,使百度飛槳成為了國內(nèi)首個、也是目前唯一支持量子機器學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)平臺;
9月,又推出了國內(nèi)首個云原生量子計算平臺量易伏,加速量子計算的商業(yè)應(yīng)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(xué)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(lǐng)域的布局邏輯,他認(rèn)為百度的量子計算平臺很好的串聯(lián)了該領(lǐng)域的軟硬件和前后端。
量易伏、量脈、量槳構(gòu)建起以百度量子平臺為核心的量子生態(tài)
短短2年時間,百度就在量子計算領(lǐng)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(nèi)挖掘量子計算方面的人才,2020百度之星大賽還首次設(shè)置了量子計算賽題,讓量子計算的能力培養(yǎng)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(shù)”這種尖端科技的權(quán)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(fā)展現(xiàn)狀、最新技術(shù)進(jìn)展以及應(yīng)用成果,讓更多年輕人感知到量子技術(shù)即將帶來的變革。
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小結(jié)
雖然量子技術(shù)的概念聽上去高深莫測,但它距離我們一點也不遠(yuǎn),當(dāng)我們在享受北斗衛(wèi)星精準(zhǔn)導(dǎo)航的時候,當(dāng)我們運用更精準(zhǔn)的天氣預(yù)報實現(xiàn)農(nóng)業(yè)大豐收的時候,當(dāng)我們未來用醫(yī)學(xué)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(yè),也有望用自己的技術(shù)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!