量子計算如何成為AI的“兄弟技術”？

圖片來源：視覺中國

文｜腦極體

回首剛剛過去的2018，如果讓我回答一個“科技產業怎麽看”的問題。那答案應該是這樣的：上看AI，下看IoT，近看5G，遠看量子計算。

這裡咱們按下年初不睡覺，年底大家一起回家補覺的區塊鏈暫且不提。需要注意的是，2018年雖然都說科技行業遇冷啊什麽什麽的，但對於量子計算來說，這絕對是一個充滿了驚喜的大年。

假如說人工智能需要一些“兄弟技術”的幫助，那麽量子計算絕對是死黨那個級別的。當AI遇到量子計算，未來的某天絕對是“大鵬一日同風起”。假如說今天的AI還在花果山招兵買馬，那麽量子計算說不定哪天就會帶給AI大鬧天宮的機會。

兩開花，兩開花

讓我們先來大概了解一下，AI和量子計算這哥倆為什麽可以合作。

從邏輯上來說，AI改變的是計算的終極目標，顛覆了經典計算的工作方式；而量子計算改變了計算的原理，顛覆了經典計算的來源。他們倆一頭一尾構成了計算科學未來的想象空間。而且毫無疑問，二者在未來必然是相互支撐的：複雜的強AI需要龐大算力，當經典計算不足以支撐一個今天還無法想象的智能體時，量子計算必須扛起這個重任。

姚期智院士有一個判斷，他認為“如果能夠把量子計算和AI放在一起，我們可能做出連大自然都沒有想到的事情”。

如果說奪造化之神奇的那一天還很遠，那麽近處的量子計算與AI耦合在2018年已經陸續發生。比如谷歌人工智能量子團隊在去年提出了QNN，即量子神經網絡模型。他們認為，這一網絡可以用量子計算的方式提升神經網絡的工作效率，從而利用在AI上更快達成量子霸權。

而AI對量子計算的幫助，也在這一年裡顯著增長，比如在量子噪音的對抗，以及對量子計算錯誤率的計算上，大量深度學習算法開始參與其中。

總體來看，量子計算在未來的某一天與AI相遇，將可能是改變人類歷史走向的大事。而在剛剛過去的一年，這場相遇已經開始了一點點暖場。

向著量子霸權衝鋒！

與AI的結合只是去年量子計算進步的零星篇章，真正構成年度主旋律的，是互聯網與科技公司紛紛重倉量子股，尤其在上半年，一度打出了量子計算的小高潮。

去年年初，IBM在此前宣布研發出了“支持50 個量子比特的電腦”之後，又公布了規模巨集大的量子計算計劃IBM Q。這個計劃預計在四大洲建立區域中心，進行國際化的量子計算研究。

而IBM的老對手英特爾，也在去年宣布量產了 49 量子比特的計算芯片，並強調該芯片已經可以商用。

而縱觀2018，行業內的頭號玩家谷歌依舊是量子計算戰場上最閃亮的那顆星。

去年3月份，谷歌公布了名為Bristlecone的芯片，並宣稱這款芯片可以支持72個量子比特的計算。谷歌相關團隊負責人John Martinis在當時提出，Bristlecone已經可以支持超越所有經典計算的量子計算，並認為年內就會實現“量子霸權”。在下半年，谷歌宣布將與NASA合作，利用NASA的超級電腦測試Bristlecone的性能，為挑戰量子霸權做最後的調整。

科技巨頭們的努力，都是面向一個目標：達成量子計算可以超越人類最強大超級電腦的挑戰，從而實現“量子霸權“。

這條路還在繼續，今年我們或許會看到越來越多的量子比特數被攻克，當然量子計算的絕對霸權或許還有很長的路要走。

逐漸成型的中國量子計算產業

2018年，另一個值得矚目的量子計算產業趨勢，在於中國量子計算勢力強勢刷存在感。

當然了，動輒天價投入的量子計算目前還是巨頭的玩物，在2018，華為與BAT相繼亮出了自己的量子計算戰略，並在人才、科研等配套領域開始了資源部署。

走得最快的是阿里。繼2017年宣布量子計算戰略之後，在去年5月，達摩院量子實驗室施堯耘團隊宣布研發成功了量子電路模擬器“太章“，成功模擬了81比特40層的隨機量子電路，在當時的量子計算模擬器當中是世界最優。

隨後，百度和騰訊也在年內陸續宣布了量子計算研究計劃，公布了相關研究團隊，並在量子計算安全等領域制定了商用路線。

在10月，華為公布了量子計算模擬器HiQ，其能夠模擬42量子比特電路，量子糾錯模擬數十萬量子比特電路。這將中國科技巨頭的量子之路又推進了一步。

此外，中科院潘建偉院士團隊在過去一年中展示了不少新成果，浪潮等計算科技企業加強了對量子計算方向的投入。各地方政府在量子計算規劃下培養起了量子相關方向的創業企業。

加上量子研究基地、新的量子計算實驗室紛紛上馬，中國的量子計算產業在2018年逐漸完善出了清晰、立體化的產業格局。

這是一場中國面孔不會再錯過的遊戲。下一步，或許屬於中國品牌的量子電腦。

搶佔“量子資源”的新一輪科技競賽

過去一年，另一個量子計算的相關趨勢，來源於與政治經濟格局的緊密相關。

我們都知道，量子計算可以看作是今天計算資源的無限擴大，而這種資源進化可能性，對於國家和地區經濟來說顯然是戰略性的。在量子計算越來越成熟的今天，國家層面的量子布局甚至爭搶，也開始趨近白熱化。

剛剛過去的12月，美國國會宣布通過了一項旨在加強美國量子計算領域領先地位的法案，川普即將簽署生效。這項法案包含建設國家級量子計算項目、確保量子計算技術不外流等多個方面。美國科技媒體一致認為，這項法案在國際貿易局勢的背景下，將可能把發展量子計算置於美國頭等大事的位置。

美國政府直接參與量子計算布局，在這兩年呈現愈演愈烈的趨勢。相關技術的禁止出口等級也直線上升。很顯然，新一輪的科技競賽已經被美國拉開了大幕。

這一背景下，2018年中國、歐盟、英國、加拿大、日本都開始大手筆投入量子計算布局。到了2019年，很大概率上我們可以想見量子計算會散發出更多競爭甚至火藥的味道。然而在一項基礎科技開始成熟時，這或許也是國際格局下必然生長出的結果。

換個視角看，過去一年國際量子計算的科研協同也在加強。比如8月份有媒體報導，中國科研團隊參與的國際量子計算項目，利用矽光子集成技術開發出一款通用光量子計算芯片，這是推動光量子電腦大規模實用化的重要一步。

2018年，AI日思夜想的好朋友量子計算，已經在到來之路上展示出了清晰的身影。而且這個不凡的名字剛一上場就卷起了不少風雲。有理由相信，2019年的量子計算會有更多進展，甚至一些爆炸性新聞也在醞釀當中。但是歸根結底，量子計算還是一項相對樂觀的長期科技。

山遙路遠，但篤定相逢便是榮幸。