上年底,百度研究院发布2020年十大科技趋势预测,其中就提到过量子计算将会爆发,没想到他们的预测应验的这么快。

10月16日,我国领导人在有关量子科技研究和应用前景的第二十四次集体学习中强调:“要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。”

量子计算被提升到了国家战略层面。

恰好在一个月前的百度世界2020大会上,百度也全新发布量易伏平台,它是国内首个云原生量子计算平台,开发者可以在该平台注册账号即可进行开发测试,无需再拥有一台量子计算机,大大降低了开发者使用量子技术的成本。

同时百度还全面升级了量子脉冲计算服务量脉、国内首个量子机器学习开发工具量桨。通过构建以百度量子平台为核心的量子生态,叩响了量子时代的大门。

9月26日,段润尧还与中科院计算所研究生王子和B站知名科普类UP主汪振兴在百度APP上进行了一次别开生面的直播——量子计算科普课,当时吸引了超过15．3万人观看和互动,可见大众对了解量子计算也有十分浓厚的兴趣。

无论从国家战略、企业布局还是普通用户的兴趣方面,量子计算都已成为关注的焦点,那它距离我们究竟有多远呢?我们国家的量子计算水平又处在怎样的位置呢?

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未来已来,我们早已进入量子时代

从1900年量子力学的出现,到量子计算逐步落地应用,中间已经走过了120年。

过去30年,我们经历了全球互联网高速发展的进程,其实也可以看做是第一次量子技术革命时代。伴随着计算机的出现,在这个信息时代里我们通过互联网实现了全球范围内的互通互联,基于互联网也形成了内容、游戏、社区、电商等一系列应用,极大丰富了我们的工作和生活。

但随着量子计算技术的进一步发展,我们也将要迎来第二次量子计算革命浪潮。

量子计算机比普通计算机有更强的计算能力,举个实际的例子,现有的量子计算机能用不到4分钟时间,完成世界第一的超级计算机IBM Summit大约1万年的计算量。

美国加州圣巴巴拉的量子计算实验室的量子计算机

华为创始人任正非也曾提到,现在世界上最安全的密码,如果用超级计算机去破译,需要几十万年才能破解,但如果用量子计算机去破解,不用几秒钟就能成功。

如此出色的计算能力,当它应用于各行各业,不仅能大大缩短研发时间,还有可能出现颠覆式的创新。

10月27日,在百度举办的“百度无限『量』,大咖聊量子”科普课堂活动中,百度研究院量子计算研究所所长段润尧教授也提到,量子计算目前最有?的应用是量?系统对现实世界的模拟,运用量子计算机超强的计算能力,对现实世界发展趋势的提前预判,进而提升工作效率。

美国《时代周刊》曾预测过量子计算改变我们世界的9大方面,其中包括更安全的飞行体验、探索更远的宇宙星球、汽车自动驾驶落地、提高天气预报精度、提升癌症筛查精准度,以及治疗药物的研发效率等等。

如此看来,量子计算离我们并不遥远,而且与我们的生活将会息息相关。

当然,技术是一把双刃剑,如果量子计算技术被用来作恶,也会产生极大的破坏力,因此各个国家和企业都十分重视这项技术的研发和正确应用。

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大国战略,量子计算乃必争之地

目前世界各国已经充分认识到量子计算的重要性,并且在这项技术上砸入真金白银:

2013年,日本成立量子科学技术研究开发机构,计划10年内投入3．75亿美元进行量子技术研究;

2016年欧盟宣布投入11亿美元启动“量子旗舰”计划;

2019年德国投入6．5亿欧元启动国家量子计划,并且还宣布将于2021年拥有首台量子计算机;

2019年俄罗斯也提出了国家量子计划,将在5年内投入7．9亿美元打造量子计算机;

从2019年至今,还有英国、荷兰、印度等多国投入重金进入量子科技领域搞研发以及人才培养;

美国也在逐年加大量子计算领域的投入,他们在2021财年预算提案中对量子信息科学的投资相比2020财年将增加50%。

量子计算成为了全球范围内大国必备的科研战略,其重要性与日俱增。

在中国,量子科技同样备受重视,早在2001年,中科院就成立了量子物理与量子信息研究部,2011年清华大学也成立了量子信息中心,2016年我国发射了人类历史上首颗量子卫星“墨子号”,2020年量子计算又被提升为国家战略。

那为什么我国选择现在提出加快量子科技战略呢?段润尧在直播中表示,这是综合因素使然。近几年量子科技不管在软件、硬件还是算法上都有了巨大的突破,整体认识水平的提升推动了量子研究领域的进步,同时,量子计算已经成为面对一些科技瓶颈时的新选择。在量子科技兴起的大背景下,主要的发达国家都已经展开布局,在这种情况下,做好量子科技的战略谋划和系统布局是必然的。

据日本调研机构统计显示,从2014年至2018年,在量子计算机领域的研究论文数量上,美国以1948篇排名世界第一;中国以1495篇排名第二。

目前中国与美国在量子科技上也各有优劣,中国在量子通信方面处于全球领先地位,美国则在量子计算领域处于领先地位。

中金公司的报告显示,当前量子科技正处于从科研走向应用的关键时期,我国作为量子科技的第一梯队成员,国内的量子计算产业势必会加速发展。

工商局的企业注册数据也在印证这一判断,目前我国有近4200家经营范围含“量子”的企业,有87%的企业是在近5内成立的。

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提前布局,百度让“人人皆可量子”

量子计算在国内已经进入了快车道。但同时我们也要认识到这一领域发展中存在的短板,清华大学副校长、中科院院士薛其坤近期接受采访时表示在支撑设备、关键元器件以及人才储备方面都存在挑战。

在国外,谷歌、亚马逊、微软等科技巨头都已在量子计算领域有所斩获。

谷歌曾在2019年实现量子计算能力的突破,即在世界第一的超算 Summit 需要计算一万年的试验中,谷歌量子计算机只花费了3分20秒;微软也在2019年推出了量子网络和量子计算云服务,量子计算的商业化进程也逐渐加快。

在国内,阿里和百度先后于2017年和2018年成立量子计算研发机构,推动国内量子计算在技术探索、应用落地和人才培养等方面的发展。

对于量子计算未来在国内的发展趋势,百度CTO王海峰认为:“一方面,以深度学习框架和云计算为代表的人工智能技术有望在量子计算软、硬件的研发过程中大显身手,比如百度飞桨深度学习平台就包含了量子机器学习工具集‘量桨’,可以支持开发者和科研人员更便捷地开发量子人工智能应用;另一方面,随着量子科技的发展,量子计算、量子通信以及量子精密测量等方面的先进成果也将逐步融入人工智能的技术发展和应用落地之中。”

百度研究院量子研究所成立2年里就实现了3大跨越:

2019年发布了国际领先、国内第一的云上量子脉冲系统“量脉”。作为连接量子软硬件的桥梁,量脉的性能指标非常优异;

2020年5月,发布了量子机器学习开发工具“量桨”,使百度飞桨成为了国内首个、也是目前唯一支持量子机器学习的深度学习平台;

9月,又推出了国内首个云原生量子计算平台量易伏,加速量子计算的商业应用步伐。

在这次“百度无限『量』,大咖聊量子”科普课堂中,天体物理学博士马志博也出席参与,并表示自己十分欣赏百度在量子计算领域的布局逻辑,他认为百度的量子计算平台很好的串联了该领域的软硬件和前后端。

量易伏、量脉、量桨构建起以百度量子平台为核心的量子生态

短短2年时间,百度就在量子计算领域成为国际一流的科技公司。
今年年初,百度入选了《Analytics Insight》杂志评选的2020全球十大量子计算公司名单;另外,知名投资咨询公司Investor place评选出全球未来十年值得买入的七大量子计算股票,百度也与Alphabet、IBM、微软等科技公司一同入榜。

为了在国内挖掘量子计算方面的人才,2020百度之星大赛还首次设置了量子计算赛题,让量子计算的能力培养从00后抓起。

在百度世界2020大会上,百度研究院量子计算研究所所长段润尧教授喊出了“人人皆可量子”的愿景,他希望人们能够有平等获得“量子技术”这种尖端科技的权利。

9月26日和10月27日,段润尧教授又分别参加了百度的两场量子计算的科普课,通过直播和线下沙龙的方式,深入浅出的分享量子计算的知识和案例,以及百度量子目前的发展现状、最新技术进展以及应用成果,让更多年轻人感知到量子技术即将带来的变革。

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小结

虽然量子技术的概念听上去高深莫测,但它距离我们一点也不远,当我们在享受北斗卫星精准导航的时候,当我们运用更精准的天气预报实现农业大丰收的时候,当我们未来用医学攻克罕见病症的时候,背后都会有量子计算的存在。

在中国成为量子计算强国的道路上,百度作为一家高科技企业,也有望用自己的技术实力和影响力助力中国抢占科技制高点。我们也期待人人皆可量子的时代早日到来!