阿里、华为、百度、腾讯“苏州论剑”,四巨头量子计算进展如何?

人民网 2019-10-20 15:34:49

近日,Nature 发表的一篇专题文章显示,2017 和 2018 年量子公司获得的私人资金至少达 4.5 亿美元,是前两年披露的 1.04 亿美元的四倍多。中国也将量子技术作为一项“超级工程”的重点,对其进行了大力投资。

量子计算主要利用量子力学的两大特性——量子叠加和量子纠缠来获得比经典计算在性能上更大的提升,目前在一些计算问题上,量子计算已经超越了经典计算的计算能力。但量子力学的特殊性质也为设计量子算法带来了巨大的挑战。

近年来,包括谷歌、IBM、英特尔、阿里、腾讯、百度、华为在内的公司都相继建立了量子计算实验室或者研究所专门发展量子计算技术。那么从理论到实践,这些企业的量子计算研发究竟进展如何?

在正在苏州举行的 CNCC2019 大会上,来自腾讯、百度、华为和阿里巴巴的“四巨头”量子研究负责人齐聚《量子计算:从理论到实践》分论坛,来了一场“苏州论剑”,四位量子大牛共同探讨国内量子计算的发展现状和未来发展趋势。

阿里、华为、百度、腾讯“苏州论剑”,四巨头量子计算进展如何?

图 | 腾讯量子实验室创建者及负责人张胜誉发表《量子计算的发展之路》演讲报告(来源:DeepTech)

腾讯量子实验室创建者及负责人张胜誉以《量子计算的发展之路》为题,探讨了量子计算可以应用在哪些领域、如何设计好量子计算的发展路径等等重要问题。他指出了目前量子用于机器学习的三大挑战,并介绍了一些腾讯量子实验室在量子计算相关的算法、数据库和软件的探索。

张胜誉目前还是香港中文大学终身教授。他本科毕业于复旦大学数学系,硕士毕业于清华大学计算机系,师从应明生教授,博士毕业于普林斯顿大学计算机系,师从姚期智教授。

腾讯布局量子技术开始于 2017 年初,葛凌(Ling Ge)教授以腾讯欧洲首席代表身份加入腾讯。2018 年 1 月,香港中文大学著名量子理论计算机科学家张胜誉教授加入并搭建腾讯量子实验室,担当起搭建并领导这个团队的重任。同年,腾讯提出了“ABC2.0”技术布局(AI、RoBotics、Quantum Computing)。

目前来看,腾讯侧重于从量子 AI 入手,首先进入化学和药物研发这一领域。在量子 AI 理论上,腾讯量子实验室与外部科学家 Iordanis Kerenidis 研发了第一个有可证明的量子加速算法。将经典算法中与网络连接数成正比的复杂度,提高至与网络节点数成正比的量子算法复杂度。这是一个“平方级”的效率提升,对人脑这一“终极神经网络”,该算法效率的提升是 7000 倍。

同时,该算法对量子计算机的精确度要求不高,适用于中短期量子计算机的应用。腾讯量子实验室目前在在小分子药物发现流程中引入 AI 模型,在制药行业的探索取得了阶段性的进展。同时,实验室利用腾讯云的算力计算和发布了 Alchemy 数据库,比之前最大的分子量子性质数据库 QM9 在样品数量,分子大小,元素构成等方面均有明显增加。腾讯量子实验室也在探索搭建 SimHub 科学计算平台,建立云端的科学计算生态。

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图 | 百度研究院量子计算研究所所长段润尧发表《量子架构与量脉系统》演讲报告(来源:DeepTech)

百度研究院量子计算研究所所长段润尧发表了《量子架构与量脉系统》的演讲报告,介绍了量子架构面临的问题以及百度最新开发的“量脉”系统。

段润尧在清华大学计算机系就读了本科和博士,从 2001 年起开始从事量子计算和量子信息技术研究,是量子纠缠特性与应用领域专家。

在该报告中,他首先分享了对量子技术发展趋势的判断,指出需要做好迎接量子计算时代的紧迫性以及研发量子计算新业务的重要性。之后他分别从“统一编程平台、量子硬件接口、分布式信息处理、量子因特网、以及量子和后量子密码”五大方向阐述了量子架构当前面临的巨大机遇和严峻挑战,介绍百度将通过构建量子计算平台以及生态系统来应对这些挑战。最后,他介绍了百度量子计算研究所最近开发的名为“量脉”(Quanlse) 的量子脉冲云计算系统。

段润尧表示,量脉系统可以把量子逻辑门的描述高效地转换成控制量子硬件的脉冲序列。经实际测试,量脉的算法运行性能较同类型的工具包有数量级的提升。

百度研究院量子计算研究所成立于 2018 年 3 月,开展量子计算软件和信息技术应用业务研究,悉尼科技大学量子软件和信息中心创办主任段润尧教授出任百度量子计算研究所所长。据了解,百度计划在五年内组建世界一流的量子计算研究所,并逐步将量子计算融入到业务中。

在演讲以及后面的提问环节,段润尧还反复强调,量子计算领域的研发涉及多个学科的交叉融合,同时量子软硬件和许多重要应用的研发还处在初级阶段,存在一定的不确定性,因此任何个人或企业都需要根据自己的所长和需求慎重作出战略取舍,切忌面面俱到而失去重点。他表示,百度量子计算研究所将结合公司自身强大的基础技术能力以及云计算等核心业务,重点进行量子算法、量子 AI 应用以及量子架构这三个方向的研发,开发量子计算平台并通过灵活高效的量子硬件接口与不同量子硬件系统进行对接,最终以云计算的方式输出量子计算的能力。此外,百度也将大力构建可持续发展的量子计算生态系统,与学界和产业界一道共同推进量子计算的发展。

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