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亚马逊云科技推量子云服务,这会加快量子计算的商业化应用吗?

来源:晰数塔互联网快讯 时间:2021年08月09日 16:16

从美国、日本到中国,从IBM到阿里巴巴,国家机构和科技巨头都试图在量子计算中找到未来,而如何在商业开发、研究模式上找到量子计算应用的可行性成为行业思考的方向。

“我们目前所从事的量子计算方面的工作并不只是一种纯学术练习,更多的期待是能够推出生产级别的量子计算解决方案。”亚马逊云科技Amazon Braket总经理Richard Moulds告诉界面新闻。

量子计算机的基本运算单元为量子位元(qubit),传统电脑的位元为“0”和“1”,二者不能同时出现,但在量子叠加效应下,计算能力便会随着量子位元的数量增加而大幅提升,进而突破目前电子计算机的计算极限。按照科学家的设想,量子计算未来有助于新材料和新药研发等。

不过,量子计算机离真正应用还存在距离,量子计算还体现不出“量子霸权”,即超越所有经典计算机的计算能力,最多可称之为“量子优越性”。2019年,谷歌宣布利用量子计算机约3分钟就解开了原来要花1万年才能解开的问题,即是“量子优越性”体现。尽管企业近年来投入加大,但量子计算全面实用化被认为仍需较长时间。

作为云计算服务商,亚马逊云科技提出的方案是将“量子计算上云”,即以云服务模式向客户提供云计算服务。2019年12月,亚马逊云科技宣布推出量子计算云服务Amazon Braket ,称客户可以在模拟环境中构建和测试用于量子计算的电路,然后在实际的第三方量子计算机上运行。该服务在2020年正式可用。此外,亚马逊云科技还成立了量子计算中心和量子解决方案实验室,开发量子计算技术和应用。

Richard Moulds称,亚马逊云科技推出量子计算云是基于需求推动,即部分用户希望提早“响应”量子计算技术。“客户要求亚马逊云科技能够为他们提供这样一种机制,当量子计算的时代真正到来的时候,他们可以选择适当的契机来进行投入。”

他指出,由于构建一台量子计算机存在多条技术路线,性能、特点各有不同,通过云平台,多种量子计算机便可以通过云端让公众和研究者进行访问和应用。

此外,目前尚处于实验状态的量子计算机仍难以被外界接触,举例来说,采用超导量子比特的设备需要在超低温下运行,而采用光量子比特的量子计算机需要庞大光量子调控设备,只能通过云计算方式共享计算资源。

Richard Moulds说,在亚马逊云科技量子计算云服务推出以来,实验机构、教育机构、大学是最为活跃的用户群体,原因在于此类科研机构研究、教育需求强劲。一方面教育机构在开设量子计算相关学科后,需要进行相关人才储备。同时,科研机构则需要实际对量子计算机进行操作,掌握如何去研发、建构量子计算机,并开发配套的纠错系统。

亚马逊云科技量子计算中心量子硬件研究负责人Oskar Painter强调,要真正让客户用到量子计算机,并做出高价值解决方案,首先,量子计算机本身的系统、规模要先做大,然后它的能力水平要进一步提高。实际上,科技公司在量子计算的布局,仍处于前期阶段。

比如,量子计算最大的挑战是如何获得足够高的计算精度,即“纠错”。Oskar Painter称,亚马逊云科技尝试研发一套技术系统,需要通过大量“冗余”和复杂的纠错机制实现量子计算的精确计算。此类纠错系统需要大量物理资源消耗,这仍然是亚马逊云科技等量子计算玩家需要解决的问题。

另一方面,在应用上量子计算机在原理上具有超快并行计算能力,因此有望与机器学习技术产生关联。“我们发现其实管理机器学习的很多的工作流程,比如说面部识别、形状识别的这些系统,这些方法论技巧是和量子计算技术开发非常类似的。”Richard Moulds告诉界面新闻,基于原理上近似性,机器学习技术有望帮助量子计算发展加速。

科技公司以云服务方式提供量子计算相关服务已是流行做法。早在2016年,IBM就推出“IBM Quantum Experience”,公众可以通过云服务试用IBM量子处理器并在上面运行算法、开发教学及模拟试验。2018年2月,中科院量子信息与量子科技创新研究院与阿里云宣布,在超导量子计算方向发布11比特的云接入超导量子计算服务。2021年2月,微软宣布其全球首个针对量子解决方案的全栈、公有云生态系统Azure Quantum对外开放。

本文来自“界面新闻”,记者:彭新,36氪经授权发布。

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