量子计算的未来走向何方?专家解读

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  • 世界经济论坛关于量子计算的议题简报,探讨了该技术、它的起源以及未来的发展方向。

  • 来自学术界和产业界的专家讨论了挑战、下一步行动,以及未来五年及更远的发展前景。

  • 其中存在诸多不确定性,但所有参与者都强调了合作的必要性。

你们大多数人可能对计算机并不陌生。但量子计算机又是什么呢?

商用量子计算机可能仍有一段距离,但高盛宣布量子算法可以为金融工具定价,预计就在未来五年内。

在世界经济论坛的一场议题简报上,来自产业界和学术界的专家探讨了这项技术,包括它是什么、它的起源以及未来的发展方向。

参与者包括达里奥·吉尔,IBM 高级副总裁兼研究总监;弗里克·海杰曼,荷兰 Quantum Delta 创始总监;杰里米·尤尔根斯,世界经济论坛董事总经理;罗伯特·哈基特,高级撰稿人,《财富》;约翰·普雷斯基尔,亚马逊学者,亚马逊网络服务(AWS);理查德·P·费曼 理论物理学教授,加州理工学院。

以下是一些主要议题要点。您可以在此观看完整议程此处。

量子计算机与普通计算机有何不同?

“根据量子力学原理,当许多粒子相互作用时,用普通语言或经典计算机描述这些粒子正在做的事情极其复杂,”解释者为约翰·普雷斯基尔。

“因此,如果我们能够控制这些粒子的相互作用方式,那么我们应当能够执行原本无法完成的信息处理任务。”

量子计算机能做什么?

不过,普雷斯基尔表示,我们仍有许多未知之处,包括量子计算机将具有显著优势的领域。

他解释说,目前最重要的应用将涉及物质行为、化学以及材料发现。他补充道,要理解如何扩大规模,仍需要时间。

“并不是说我们现在已经理解了所有科学原理,只需汇集资源进行工程开发。要研发出能够解决这些极具影响力问题的量子计算机,我们还需要大量创新。”

同样,普雷斯基尔也强调,重要的是要认识到,我们“在现阶段对于在不久的将来设想量子计算的应用,能力非常有限”。

该技术目前处于什么状况,下一步将走向何方?

约五年前,我们能够制造一台小型量子计算机并通过云端提供,解释者为达里奥·吉尔。因此,我们开始让越来越多的人群接触这一概念。

此后,可用系统的数量不断增加,“我们开始看到,越来越多的机构对这一主题产生兴趣”。

他表示,我们需要努力,每年都要交付越来越好的量子计算机和系统。“但是,让人们与我们一同踏上这段旅程非常重要。”他敦促道:我们不能只是说“总有一天我们会拥有一台能做所有这些事情的神奇计算机”,而是需要齐心协力,共同攻克这些难题。

就在几年前,我们使用的机器只有5个cubit。但吉尔表示,IBM希望到2023年打造出一台拥有超过1000个cubit的机器。

他补充说,仅凭cubit数量并不能体现量子计算机的能力。“机器的容量、能够运行的电路数量,以及运行这些电路的质量,所有这些都极其重要。”

除了技术本身,我们还需要考虑哪些其他因素?

“我们关注的不仅是技术路线图,还有生态系统方法,”解释者为弗里克·海杰曼。“如何获得合适的人才,如何培养合适的人员进入这一领域?”

投资和资本同样重要,她认为,初创企业也存在机会。同样,合作将是关键。“我们在欧洲范围内密切合作,”她说,“例如,我们刚刚与法国签署了一份备忘录。”

这份谅解备忘录将促进合作,但海杰曼强调,关键在于不仅停留于高层政策,更要采取切实行动。例如,现在已有一个网站,可以查看荷兰和法国所有相关的可用职位。

“我们非常希望生态系统尽可能保持开放,以便人们能够相互联系,共同开发新技术。”

当然,竞争依然存在,她说。但由于该行业仍处于早期阶段,目前已经存在大量的合作以及思想和人才交流。

“我们都期待性能大幅提升,希望通过改进硬件以及采用软件方法来缓解硬件的不完美之处来实现这一目标,”普雷斯基尔补充道。

“我们都希望看到这些创新实现,这将使我们更接近量子计算能够对人类产生广泛影响的那一天。”

吉尔对此表示赞同。“我认为,把我们所有人联系在一起的一点是,我们都希望看到量子产业蓬勃发展并取得成功……我认为我们都对正在见证的这一历史性时刻感到振奋,”他说。

我们如何推动量子计算领域的这种合作?

该领域仍有许多未知之处,解释者为杰里米·尤尔根斯。正因如此,这种合作才如此重要。世界经济论坛已设立量子计算网络,该网络促进与亚马逊、IBM和微软等公司以及学术机构和各国政府的合作。

而这不仅限于技术本身。我们需要哪些技能?如何确保这些益处惠及整个社会?

“我们既要把握眼前的机遇……也要管理风险,并让整个社会更广泛地为这一转型的重大意义做好准备,”尤尔根斯说。

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