2022年，三家專門從事量子計(jì)算技術(shù)的上市公司股價(jià)暴跌，“量子冬天”被人提起。但在Q2B上，你很難找到一絲悲觀情緒，參與者展示了實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的持續(xù)進(jìn)展，來(lái)自大企業(yè)的擁有博士學(xué)位的研究人員討論了他們的工作，一項(xiàng)研究表明對(duì)研究和投資凍結(jié)的擔(dān)憂正在減少。



聽(tīng)一些人說(shuō)，量子計(jì)算的進(jìn)展將很快停滯，進(jìn)入“量子冬天”，大公司凍結(jié)他們的開(kāi)發(fā)計(jì)劃，投資者停止對(duì)創(chuàng)業(yè)公司的大量投資。

“冬天來(lái)了，”慕尼黑數(shù)學(xué)哲學(xué)中心的物理學(xué)家兼作家薩賓·霍森費(fèi)爾德（Sabine Hossenfelder）在11月的一段視頻中說(shuō)�！斑@個(gè)夸大的泡沫最終會(huì)破裂。只是時(shí)間問(wèn)題。”

有跡象表明她是對(duì)的。2022年，量子計(jì)算遇到了困難，三家專門從事潛在革命性技術(shù)的上市公司的股價(jià)暴跌。尋求數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)的創(chuàng)業(yè)公司正在聯(lián)合起來(lái)，根據(jù)全球量子智能分析師的計(jì)算，到目前為止已經(jīng)有8起合并。

但是在12月份的會(huì)議Q2B上，你很難找到一絲悲觀情緒。行業(yè)參與者展示了實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的持續(xù)進(jìn)展，來(lái)自大企業(yè)的擁有博士學(xué)位的研究人員討論了他們的工作，一項(xiàng)研究表明對(duì)研究和投資凍結(jié)的擔(dān)憂正在減少。

“我不認(rèn)為會(huì)有量子冬天，但有些人會(huì)凍傷，”全球量子智能分析師道格·芬克（Doug Finke）在Q2B上表示。

量子計(jì)算依靠原子級(jí)物理的怪異規(guī)則來(lái)執(zhí)行傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的計(jì)算，如今天的電話、筆記本電腦和超級(jí)計(jì)算機(jī)。大規(guī)模、強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)仍需數(shù)年時(shí)間。

但是進(jìn)步是令人鼓舞的，因?yàn)閺膫鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)中擠出更多的性能越來(lái)越難了。盡管量子計(jì)算機(jī)無(wú)法完成大多數(shù)計(jì)算工作，但它們?cè)诟淖兾覀兊纳�、�?shí)現(xiàn)更好的電池、加快金融計(jì)算、提高飛機(jī)效率、發(fā)現(xiàn)新藥和加速AI方面具有強(qiáng)大的潛力。

量子計(jì)算高管和研究人員敏銳地意識(shí)到量子冬天的風(fēng)險(xiǎn)。他們看到了AI領(lǐng)域發(fā)生的事情，在今天的活動(dòng)之前，這個(gè)領(lǐng)域曾被擱置了幾十年。在Q2B的采訪中，一些人說(shuō)他們正在努力避免AI的早期問(wèn)題被夸大。

“每個(gè)人都在談?wù)揂I冬天，”量子計(jì)算機(jī)制造商QuEra的首席執(zhí)行官亞歷克斯·基斯林（Alex Keesling）說(shuō)�！拔覀儗W(xué)到了什么？人們正試圖調(diào)整他們的信息...這樣我們就可以避免像AI冬天這樣預(yù)期膨脹的事情�！�


量子計(jì)算技術(shù)


在量子計(jì)算軟件和服務(wù)公司QC Ware組織的Q2B會(huì)議上，量子計(jì)算應(yīng)用一次次出現(xiàn)。盡管量子計(jì)算機(jī)到目前為止只能處理這些例子的簡(jiǎn)單測(cè)試版本，但摩根大通、福特汽車、空中客車、寶馬、諾和諾德、現(xiàn)代和英國(guó)石油等大公司正在投資R&D團(tuán)隊(duì)和概念驗(yàn)證項(xiàng)目，為其鋪平道路。

企業(yè)的努力通常與初創(chuàng)公司和大公司的硬件和軟件努力相結(jié)合，如IBM、谷歌、亞馬遜、微軟和英特爾，它們?cè)诹孔佑?jì)算上投入了大量資金。支撐這項(xiàng)工作的是美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、澳大利亞和其他國(guó)家對(duì)量子計(jì)算研究的政府資助。

雖然傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)對(duì)代表1或0的位進(jìn)行操作，但量子計(jì)算機(jī)的基本數(shù)據(jù)處理元素（稱為量子位）非常不同。量子位可以通過(guò)一種叫做疊加的概念記錄0和1的組合。由于一種叫作糾纏的現(xiàn)象，它們可以連接在一起，容納比傳統(tǒng)比特一次能存儲(chǔ)的多得多的計(jì)算狀態(tài)。

今天的量子計(jì)算機(jī)的問(wèn)題是量子位的數(shù)量有限，IBM最新的魚(yú)鷹（Osprey）量子計(jì)算機(jī)中有433個(gè)——以及它們的片狀結(jié)構(gòu)。量子位很容易受到干擾，破壞計(jì)算，因此限制了可能的運(yùn)算次數(shù)。在最穩(wěn)定的量子計(jì)算機(jī)上，單次操作產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果的可能性仍超過(guò)千分之一，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，這一錯(cuò)誤率高得令人羞恥。量子計(jì)算計(jì)算通常要反復(fù)運(yùn)行很多次，以獲得統(tǒng)計(jì)上有用的結(jié)果。

今天的機(jī)器是NISQ時(shí)代的成員：嘈雜的中等規(guī)模量子計(jì)算機(jī)。目前還不清楚這種機(jī)器是否能勝任測(cè)試和原型制作之外的工作。但所有量子計(jì)算機(jī)制造商都在走向一個(gè)更美好的“容錯(cuò)”時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代，量子位更穩(wěn)定，并被組合成長(zhǎng)壽的“邏輯”量子位，修復(fù)錯(cuò)誤以持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。這就是說(shuō)，真正的量子計(jì)算優(yōu)勢(shì)到來(lái)的時(shí)候，可能是五年或更久以后。


量子計(jì)算炒作


量子計(jì)算在走向成熟的過(guò)程中面臨許多挑戰(zhàn)。其中之一就是炒作。谷歌在2019年發(fā)布的“量子至上”聲明引起了人們的關(guān)注，在該聲明中，谷歌的機(jī)器在一項(xiàng)實(shí)際上沒(méi)有完成有用工作的學(xué)術(shù)任務(wù)上超過(guò)了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。長(zhǎng)期支持量子計(jì)算的加州理工學(xué)院物理學(xué)家約翰·普雷斯基爾（John Preskill）一再警告炒作。如今，公司專注于更務(wù)實(shí)的“量子優(yōu)勢(shì)（quantum advantage）”目標(biāo)，即在現(xiàn)實(shí)世界的計(jì)算挑戰(zhàn)中擊敗傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。
美國(guó)開(kāi)始10億美元的量子計(jì)算計(jì)劃，以超越“對(duì)手”
加密貨幣面臨量子計(jì)算問(wèn)題
霍尼韋爾、谷歌向?qū)嵱昧孔佑?jì)算機(jī)邁進(jìn)了一大步
未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)可以破解今天的加密信息
……
這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)很大并且具有破壞性，這激起了投資者的興趣。在過(guò)去的14個(gè)月里，三家量子計(jì)算機(jī)制造商將他們的公司帶到了公開(kāi)市場(chǎng)，走的是更快的特殊目的收購(gòu)公司（special purpose acquisition company，SPAC）路線，而不是傳統(tǒng)的首次公開(kāi)募股（IPO）。首先是2021年10月的IonQ，然后是3月的Rigetti Computing和8月的D-Wave Systems。

不過(guò)，近幾個(gè)月來(lái)，市場(chǎng)對(duì)科技公司并不友好。IonQ的交易價(jià)格是其發(fā)行價(jià)的一半，D-Wave下跌了約四分之三。Rigetti的股價(jià)約為其最初價(jià)格的十分之一，還失去了創(chuàng)始首席執(zhí)行官。

盡管量子計(jì)算機(jī)初創(chuàng)公司沒(méi)有失敗過(guò)，但一些合并表明，如果團(tuán)隊(duì)聯(lián)合起來(lái)，前景會(huì)更好。其中，霍尼韋爾量子解決方案公司（Honeywell Quantum Solutions）于2021年與劍橋量子公司（Cambridge Quantum）合并成立Quantinuum。2022年，Pasqal與Qu&Co合并；ColdQuanta收購(gòu)了Super.tech，最近更名為inflection。


量子計(jì)算現(xiàn)實(shí)


但現(xiàn)實(shí)是，量子計(jì)算炒作并不普遍猖獗。在Q2B上，量子計(jì)算的倡導(dǎo)者一次又一次地表明，他們的預(yù)測(cè)是有分寸的，并對(duì)即將到來(lái)的突破保持警惕。量子計(jì)算將“比火更大”的評(píng)論是例外，而不是規(guī)律。

相反，倡導(dǎo)者更愿意指出穩(wěn)步發(fā)展的合理記錄。量子計(jì)算機(jī)制造商已經(jīng)逐漸增加了量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模，改進(jìn)了其軟件，并減少了干擾計(jì)算的量子比特噪聲。建造量子計(jì)算機(jī)的競(jìng)賽與耐心和未來(lái)數(shù)年的技術(shù)路線圖相平衡。

例如，谷歌在2022年實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)糾錯(cuò)里程碑，預(yù)計(jì)在2025年左右實(shí)現(xiàn)下一個(gè)里程碑，然后在計(jì)劃于2029年推出真正強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)之前，其路線圖上還有兩個(gè)里程碑。Quantinuum和IBM等公司的其他路線圖同樣詳細(xì)。

新的量子計(jì)算成果不斷涌現(xiàn)。云計(jì)算巨頭亞馬遜通過(guò)訪問(wèn)他人的量子計(jì)算機(jī)開(kāi)始了其Braket服務(wù)，現(xiàn)在也在自己的機(jī)器上工作。在Q2B上，諾和諾德基金會(huì)（Novo Nordisk Foundation）在其諾和諾德制藥公司的資助下，宣布了一項(xiàng)計(jì)劃，為丹麥哥本哈根大學(xué)尼爾斯·波爾研究所（University of Copenhagen's Niels Bohr Institute）的生物科學(xué)資助一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。

這是一個(gè)長(zhǎng)期的計(jì)劃，預(yù)計(jì)它將能夠在2035年解決生命科學(xué)問(wèn)題，物理學(xué)家彼得·克羅格斯特拉普·杰佩森（Peter Krogstrup Jeppesen）說(shuō)，他從微軟的量子計(jì)算研究職位上離職來(lái)領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作。

“他們真的真的在玩長(zhǎng)線游戲，”諾和諾德基金會(huì)的科學(xué)領(lǐng)袖卡薩爾·馬霍（Cathal Mahon）說(shuō)。


什么會(huì)導(dǎo)致量子冬天？


一些創(chuàng)業(yè)公司看到了冷淡的投資環(huán)境。Qedma首席執(zhí)行官阿西夫·西奈（Asif Sinay）表示，如今籌集資金更具挑戰(zhàn)性，QE DMA的錯(cuò)誤抑制技術(shù)旨在幫助從量子計(jì)算機(jī)中擠出更多能量。但他對(duì)形勢(shì)更加樂(lè)觀，因?yàn)樗F(xiàn)在沒(méi)有尋找投資者。

加拿大商業(yè)發(fā)展銀行（Business Development Bank of Canada）的鄧肯·斯圖爾特（Duncan Stewart）表示，跟上技術(shù)路線圖對(duì)初創(chuàng)公司至關(guān)重要，該銀行已投資量子計(jì)算初創(chuàng)公司。他說(shuō)，其中一家位于魁北克的Nord Quantique，“將根據(jù)18個(gè)月后是否達(dá)到技術(shù)里程碑來(lái)決定生死”。

但Quantinuum首席運(yùn)營(yíng)官托尼·奧特利（Tony Uttley）認(rèn)為，啟動(dòng)困難不會(huì)導(dǎo)致量子冬天。不過(guò)，他說(shuō)，可能引發(fā)冬天的兩種情況是，如果一家大型量子計(jì)算公司停止投資，或者整個(gè)行業(yè)的進(jìn)展停滯。

量子計(jì)算行業(yè)沒(méi)有把所有雞蛋放在一個(gè)籃子里。各種設(shè)計(jì)包括捕獲離子、超導(dǎo)電路、中性原子、半導(dǎo)體上的電子和光子量子位。

“我們還沒(méi)有接近能夠處理商業(yè)相關(guān)問(wèn)題的通用量子計(jì)算機(jī)，”領(lǐng)導(dǎo)亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)量子硬件工作的物理學(xué)家?jiàn)W斯卡·佩因特（Oskar Painter）說(shuō)。但即使作為一個(gè)自稱憤世嫉俗的物理學(xué)家，他說(shuō)，“我非常確信我們會(huì)到達(dá)那里。我確實(shí)看到了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑�！�

編譯：鐠元素
英文：https://www.cnet.com/tech/computing/quantum-computing-will-change-our-lives-but-be-patient-please/