商业化|FOMO的量子商用黎明( 三 )


比如材料领域的研发。在碳达峰、碳中和的背景下,更清洁的能源、减少排放效率是各国的首要任务之一,而能源的优化应用也是一个复杂的大型工程,需要强大的计算机提供算力支持。至于材料开发,则超出了经典计算机的能力,这时候量子模拟就能够提供更大的算力支持,比如研发高温超导体、电池、催化剂等等。
迪拜水电局(DEWA)就正在与微软合作开发新的量子解决方案,作为迪拜10X计划的一部分,利用量子驱动的Azure服务,解决能源优化问题。埃克森美孚、英国石油公司等也与IBM达成协议,利用量子计算应对计算挑战,开发下一代能源和工业解决方案,提高效率并降低碳排放的潜在影响。
另一个能够造福世界的基础研发领域则是医疗保健。借助量子计算增强算法建模和计算能力,对于人类福祉有着显著的好处。主要包括:1.诊断协助,对患者进行早期、准确和快速的诊断;2. 精准医疗,通过定制的干预措施/治疗促进个人健康;3.成本控制,降低医保费用和医药价格。

商业化|FOMO的量子商用黎明
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2021年,克利夫兰诊所和IBM宣布了一项为期十年的合作,建立DiscoveryAccelerator,目标是将量子计算的功能用于下一代医学研究,加速医疗保健和生命科学的研究范围,发现解决COVID-19等公共卫生问题的新方法。瑞士制药商罗氏(Roche)则与英国剑桥量子计算公司合作,使用CQC的量子化学软件平台EUMEN,用于制造新型药物和专用材料。制药企业勃林格殷格翰与谷歌在量子计算领域,开启了为期三年的合作,用于加速药物创新和突破。
这些基础科学领域的量子应用,对于世界经济和人类生活将带来深远的影响。
领域三:金融。
在数据密集型环境中,需要功能越来越强大的计算机来进行处理分析。其中,金融行业就是典型的由大数据驱动的领域,近年来,量子计算在银行和金融服务业中越来越受欢迎。
应用场景之一,是通过量子加密确保交易安全。在英国,2021年的六个月内,犯罪分子通过欺诈总共窃取了7.539亿英镑。而通过量子金融系统,能够增强安全协议,将防止黑客网络攻击。
应用场景之二,是决策优化。交易、信用评分、风险管理等业务中,金融行业每天需要做出做出数百万个决策,使用量子计算来处理大量数据成为必然。量子计算可以帮助优化投资组合,更精准地适应市场变化,简化交易结算程序。
早在2017 年 8 月,澳大利亚联邦银行 (CBA) 就与 Telstra、新南威尔士州政府和新南威尔士大学合作,斥资 8300 万美元建立澳大利亚首个量子计算业务。2021年,高盛和QC Ware的研究人员设计了新的量子算法,性能优于用蒙特卡罗技术模拟的金融模型,将金融应用量子优势路线图向前推进了重要一步。

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除此之外,量子计算在许多领域都有应用,比如广告营销、工业制造、商业咨询、材料化学等。可以肯定的是, 只要量子计算能够被更高效、更低成本地使用,帮助企业获得指数级增长,就会吸引商业公司的拥抱。这也证明了量子计算商业化潮流的必然加速。
但问题来了,只有极少数的企业能够自己构建通用量子计算机,那么量子计算想要扩大应用范围,还需要跨越哪些障碍?
跨越鸿沟:从实验室到生态丛林的惊险一跃量子计算要实现商业化,必须克服的挑战有很多。
既有技术层面的,如前所说,量子比特容易受到扰动,要让错误降低,必须不断扩展量子比特数量。有业内人士认为,量子计算硬件要发展到1000个量子比特,可以系统执行纠错电路并被广泛采用,预计到2023年实现。
这一过程中,量子计算公司还需要研发更快的量子芯片,构建量子开发工具。这一点需要学术界和工业界的联合发力。因为在量子技术中,高校往往不具备最先进的硬件设计和制造能力,而工业界则缺少将量子科学转化为产品所需的深厚物理学专业知识。科学家和工程师的紧密合作,依赖于产学研用的精密配合,知识产权以的保护及激励措施。

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(1998年到2020年的量子比特进展)
第二重挑战则是人才方面。
量子的硬件和软件方面都需要更多的人才,目前,专门研究量子算法的师资力量在全球范围内都比较稀缺。中国某企业量子实验室负责人也曾透露,招人是让他感到最耗费精力的事情,因为理论计算机科学研究人员很少,其中研究量子计算尤其是量子算法及其复杂性的人更少。