9月27日——29日,2021年中国国际信息通信展览会(PT展)在北京举办,PT展行走于信息通信(ICT)产业前端,由工业和信息化部主办,是泛ICT行业最具行业影响力的科技盛会之一。9月27日下午,量子计算专题论坛在国家会议中心圆满落幕。
量子计算论坛现场图
量子计算目前处于技术研究、样机研发与应用探索的关键阶段,学术界和产业界多方推动,近年来发展迅速,成果亮点纷呈。2020年12月,我国科学家成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,再次实验验证“量子优越性”。在IBM、Honeywell 和 lonQ 等公司的推动下,超导和离子阱等技术路线样机的量子体积指标进一步提升。在化学、金融、交通等领域,量子计算的潜在应用探索加速。量子计算受到社会舆论和资本市场的持续关注,对技术和产业形成良性激励,量子计算进入技术攻坚与应用探索的“黄金时期”。
在此背景下,国内外诸多科技企业和初创企业纷纷布局,包括IBM Google、Amazon、Microsoft、D-wave、lonQ、Reggeti、华为、阿里、百度、腾讯、本源、量旋、启科等,纷纷发布和推出量子计算处理器和原型机、量子计算软件和开发工具,以及量子云计算服务等。量子计算的应用探索、产业培育和生态构建正逐步展开。
在论坛现场,玻色量子创始人&CEO文凯博士发表了以《走向AI时代的量子计算》为主题的专题演讲。文凯博士总结归纳了量子计算近40年的阶段性发展历程与里程碑式关键事件,深入阐述了量子AI兴起和爆发的背景环境,以及在AI时代更需要量子计算赋能的核心原因。
论坛演讲现场图
文凯博士认为:“自从深度学习被提出以来,深度学习参数的高速提升和大规模神经网络等都是AI快速发展的直接表现量子计算可以解决AI快速发展所带来的算力、带宽、存储空间等不够的问题,同样的人工智能也可以为量子计算解决容错率低的问题。”
截至目前,量子计算已经发展了近40年。1981年5月,麻省理工学院举办了首届面向计算的物理学大会,美国阿贡国家实验室的保罗·贝尼奥夫和当时就职于加州理工学院的理查德·费曼首次提出了“量子计算机”的概念,从此量子计算就登上了历史的舞台。
文凯博士讲道,量子计算发展主要包含以下四大阶段:
1、1981~1993年,是理论提出及探索阶段,主要物理学家有保罗·贝尼奥夫、理查德·费曼、大卫·德依奇(Deutsch算法提出者)。
2、1994~2009年,是通用量子算法发展阶段,主要物理学家有shor算法提出者彼特·肖尔、Grover算法提出者罗夫·格罗弗和HHL算法提出者阿兰·哈罗、阿维那坦·哈西迪、赛思·罗伊德,物理学家们就开始了不同物理体系单比特和两比特量子计算实验验证。
3、2010~2017年,是近期量子算法繁荣阶段,以谷歌、IBM为代表的企业开始进行规模化量子计算机实验工程化。
4、2018年至今,是量子AI爆发阶段。
玻色量子创始人&CEO文凯博士
文凯博士认为,“大规模神经网络是AI未来发展趋势,而量子计算必能破局。因为量子计算具有四大优越性:算力、存储、带宽、容错优越性。”
1、算力优越性:量子的叠加态,使得量子计算具有对求解问题的指数级并行算力加速。
2、存储优越性:量子神经网络的容量可以远超于经典神经网络,用指数级量子存储模型,可以用60个量子比特存储GPT3的整个网络模型。在一定的算法下,数据也可以用量子模型存储,节省存储空间。
3、带宽优越性:在国家东数西算大背景下,带宽成为算力瓶颈,这些瓶颈不仅来自神经网络,还有内存和缓存的带宽。量子计算数据和模型的存储压缩,可以指数级优化带宽。
4、容错优越性:中短期之内,在纠错还没有做到100%精准的情况下,可以利用量子神经网络的鲁棒性和容错性来对冲。
算力优越性
文凯博士说道:“当前,面向神经网络的量子计算架构有三种:IBM和谷歌为代表的正在研发的门电路通用量子计算、D-Wave的量子退火计算,以及玻色量子自主研发的相干量子计算。”
前两者的共同点是都需要真空超低温稀释制冷机的环境控制,体积较为庞大,而玻色量子自主研发的光量子技术路线,通过对激光的精准控制,不需要超低温超导环境,在室温下即可运行,具有稳定的状态,稳定的操控,和稳定的结果“三稳”特点。
同时玻色量子的“相干量子计算方案”是已实现的比特数规模最大的技术方案,也是主流方案中有望最快实现百万量子比特规模的方案之一。在商业化应用场景上,能在成本,功耗可控的条件下,即刻解决当下许多需要使用超大算力加速的问题,让产业界短期内即获得并享受四大量子优势。
未来,玻色量子将持续以“用量子重新定义AI”为己任, 以“打造量子大脑,实现算力自由”为目标,不断推进“量子+AI”产业化应用,为千行百业赋能增智。
文:慕一