企業(yè)為量子計(jì)算的飛躍發(fā)展做好準(zhǔn)備了嗎?

極客網(wǎng)·企業(yè)級IT 9月13日 在現(xiàn)代生活中，很多令人興奮的科技場景是在功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)的幫助下實(shí)現(xiàn)的。從保障火車準(zhǔn)時(shí)運(yùn)行到建造摩天大樓，都離不開計(jì)算。那么，如果當(dāng)今強(qiáng)大的計(jì)算能力突然再提高幾個(gè)數(shù)量級，會(huì)發(fā)生什么？

上述人們想象的情景正在發(fā)生，帶來的這種變化的正是量子科學(xué)。量子計(jì)算作為一種新事物，即使是那些已經(jīng)利用量子科學(xué)的科技人員，可能也無法完全理解它的潛力。 

什么是量子計(jì)算？實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在哪里？

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的工作原理基于二進(jìn)制，即由1或0的比特支撐。隨著計(jì)算技術(shù)發(fā)展，這成為一個(gè)基本的物理門控因素，限制了它們在給定時(shí)間內(nèi)可以完成的工作量。而下一代計(jì)算機(jī)使用量子比特同時(shí)表示1和0兩種狀態(tài)，允許計(jì)算機(jī)并行計(jì)算，極大地?cái)U(kuò)展了計(jì)算能力。 

量子計(jì)算機(jī)如何運(yùn)作的細(xì)節(jié)可能難以理解，然而可以明確的是：利用量子力學(xué)的力量來制造極其強(qiáng)大的機(jī)器并不是夢，科技廠商、初創(chuàng)公司以及研究機(jī)構(gòu)如今正在投資數(shù)十億美元研究這一技術(shù)。 

當(dāng)然，雖然量子計(jì)算的作用已經(jīng)有所展現(xiàn)，但計(jì)算世界并不會(huì)立即改變。要想完全實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，需要繞過傳統(tǒng)方法，攻破一些難題。最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)家對量子計(jì)算的承諾，還有很長的路要走。

今年5月下旬，微軟公司和普渡大學(xué)宣布對量子計(jì)算進(jìn)行研究，重點(diǎn)關(guān)注其中一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，即克服量子比特極其脆弱的性質(zhì)。大家可能知道，量子態(tài)極不穩(wěn)定，一個(gè)小行為就會(huì)讓它在1和0之間“選擇”，并退出量子態(tài)。微軟公司和普渡大學(xué)研究的任務(wù)是開發(fā)“拓?fù)洹绷孔游唬惯@些量子位足夠穩(wěn)定，可以在現(xiàn)實(shí)世界中運(yùn)行。

普渡大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)教授Michael Manfra教授指出，隨著量子特性的擴(kuò)展，穩(wěn)定性會(huì)增加。他說，“存儲(chǔ)信息的量子變量實(shí)際上是整量子系統(tǒng)的一個(gè)屬性，可能需要更多的粒子來定義量子比特，但這種復(fù)雜性有一個(gè)優(yōu)勢——雖然局部擾動(dòng)或擾動(dòng)可以翻轉(zhuǎn)單個(gè)自旋，但改變包含拓?fù)淞孔颖忍氐牧孔酉到y(tǒng)狀態(tài)的可能性要小得多。因此，這些拓?fù)淞孔颖忍赜型臃€(wěn)健?！?/p>

為量子計(jì)算未來發(fā)展做好準(zhǔn)備 

然而，所有這一切都有一個(gè)令人耳目一新且易于理解的角度：巨大的變化即將到來，企業(yè)需要為量子計(jì)算做好準(zhǔn)備。事實(shí)上，當(dāng)量子計(jì)算真正到來時(shí)，帶來的變化將是巨大的。 

底線是規(guī)劃者需要對量子計(jì)算進(jìn)行思考。評估影響的合乎邏輯的第一步是確定它最有可能執(zhí)行的任務(wù)。IBM公司實(shí)驗(yàn)量子計(jì)算經(jīng)理Jerry Chow表示，可能受到影響的四個(gè)領(lǐng)域是業(yè)務(wù)優(yōu)化（供應(yīng)鏈、物流、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)建模和風(fēng)險(xiǎn)分析等領(lǐng)域）、材料與化學(xué)、人工智能以及云安全。 

然而，事情可能并不那么明確。德勤公司總經(jīng)理David Schatsky表示，風(fēng)險(xiǎn)管理、投資組合設(shè)計(jì)、交易策略以及運(yùn)輸和通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)將會(huì)受到量子計(jì)算帶來的積極影響。他預(yù)計(jì)，量子計(jì)算機(jī)可能會(huì)對密碼學(xué)、藥物設(shè)計(jì)、能源、納米工程和研究產(chǎn)生顛覆性影響。 

在未來，這個(gè)清單可能令人生畏。然而Schatsky說：“量子計(jì)算將徹底改變某些工作，而對其他工作的影響可以忽略不計(jì)。事實(shí)上，一些研究人員目前還不知道量子計(jì)算可能有什么好處?！?/p>

幸運(yùn)的是現(xiàn)在還有時(shí)間。量子計(jì)算將會(huì)帶來巨大的變化，但也是漸進(jìn)的。Schatsky 指出，“將量子計(jì)算視為超級計(jì)算機(jī)市場的一個(gè)新領(lǐng)域是有道理的，它只占整體IT支出的一小部分。據(jù)估計(jì)，全球超級計(jì)算機(jī)服務(wù)器的年銷售額約為110億美元。我認(rèn)為在未來幾年，量子計(jì)算收入將只是其中的一小部分。所以我不確定它是否會(huì)很快變得普及。” 

盡管人們在亞馬遜網(wǎng)站上購買量子計(jì)算機(jī)顯然還需要很長一段時(shí)間，但當(dāng)今的組織需要考慮量子計(jì)算。這是因?yàn)榱孔佑?jì)算的力量如此強(qiáng)大，尤其是與人工智能和其他新興技術(shù)相結(jié)合時(shí)，顯然必須充分利用這些時(shí)間。 

IBM公司的Chow表示，Watson等量子驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)將能夠找到對于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來說是隱藏得太深的模式，這將開辟新的發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域。而量子計(jì)算將帶來一個(gè)新時(shí)代。 

他說，“很多企業(yè)應(yīng)該問：如何了解量子計(jì)算可能會(huì)在哪里產(chǎn)生影響？現(xiàn)在是實(shí)現(xiàn)其巨大潛力的時(shí)候了，這是將是一個(gè)創(chuàng)新和探索領(lǐng)域，不僅僅是終端應(yīng)用。為量子計(jì)算做好準(zhǔn)備就是參與計(jì)算領(lǐng)域的一場革命。需要了解足夠多的細(xì)節(jié)，以便了解可能發(fā)生的事情。” 

而且量子力學(xué)可能會(huì)最終超越計(jì)算。 

Manfra指出，“總的來說，我相信量子技術(shù)的發(fā)展是不可避免的——量子計(jì)算可能只是最明顯的例子。不難想象，某些企業(yè)的創(chuàng)新可能會(huì)因計(jì)算能力的大幅提高而得到增強(qiáng)，這些企業(yè)需要制定長期計(jì)劃，一旦量子機(jī)器可用，就會(huì)利用它們。” 

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