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FOMO的量子商用黎明

2022-01-25
來源:腦極體

身處快速動蕩的變局之中,無論國家,、企業(yè)還是個人,,都或多或少有一種FOMO情緒,,即fear of missing out,害怕錯過。

有的焦慮并無必要,幾天不網(wǎng)上沖浪,,其實并不會真的錯過什么八卦新聞。但有的事物卻飽含著進步與變革,,需要所有人的密切關注,,就像曾經(jīng)的互聯(lián)網(wǎng)、AI,,以及,,正在從幻想走進現(xiàn)實的——量子計算。

從1931年普朗克提出量子概念的幾十年來,,“量子”一直是一種強大而神秘的技術,,它深藏于全球頂尖學府和實驗室,吸納著動輒數(shù)十億美元的龐大資金,。而因為遙遠,,也很容易成為騙子的溫床,這些年大家可沒少聽說量子床墊,、量子水杯,、量子速讀之類的鬧劇。

所以在談及量子計算的商業(yè)化之前,,有必要再再再強調(diào)一下,,量子計算與經(jīng)典計算的區(qū)別:

經(jīng)典比特的狀態(tài)是0或者1,而量子比特能夠同時表示1和0,,調(diào)控量子比特進行計算,,能夠指數(shù)級地提升計算速度。經(jīng)典計算需要10億年才能解決的問題,,量子計算可以在幾天甚至幾小時內(nèi)解決,。但因為量子比特的狀態(tài)(疊加和糾纏)極不穩(wěn)定,通用量子計算機也存在環(huán)境敏感,、易受干擾,、錯誤發(fā)生頻率高等問題。

目前,,量子計算的應用領域主要集中在:1. 模擬,,通過量子模擬化學反應,輔助優(yōu)化,,AI推理和模式識別等,;2.通信,對通信安全加密,,創(chuàng)建全球量子通信網(wǎng)絡,;3.感知,開發(fā)精確的量子傳感器,。

歷史上,,有很多技術沒能在從實驗室到商業(yè)化的轉(zhuǎn)變中幸存下來,今天如火如荼的人工智能,,也曾經(jīng)歷過數(shù)次低潮,。顯然,量子計算跨越了鴻溝,。

IDC認為,,2021年是量子計算行業(yè)的關鍵一年??偟膩碚f,,它變得:

更加普及,從只有科學家和研究人員使用,,開始吸引數(shù)以百萬計的開發(fā)者從云上訪問,;

更加實用,,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)百個應用實例,覆蓋從金融到出行等諸多國計民生行業(yè),;

競爭更加激烈,,2021年科技巨頭們幾乎都在加速量子商業(yè)化布局。2021年7月微軟的風投公司參與了初創(chuàng)公司PsiQuantum的4.5億美元投資,,11月,,谷歌母公司Alphabet宣布要把量子科技團隊Sandbox(“沙箱”)分拆出來,使其成為獨立的量子技術公司,,加快融資擴張……類似的動作還有很多

雖然技術層面仍然存在巨大挑戰(zhàn),,但我們已經(jīng)處于量子計算的商用黎明。隨著量子計算商業(yè)化步伐的加速,,對這一變革性技術保持一點FOMO,,是必要且關鍵的。

那么,,當我們FOMO,,究竟應該關注些什么呢?

量子商業(yè)化浪潮,,真的來了嗎,?

或許你會疑惑,這會不會又是一次“狼來了”,,“量子FOMO”是否在消耗大眾的情緒,、傳播并不成熟的技術價值?

這種擔憂非常合理,,我們不妨通過三個關鍵指標,,來衡量一下量子計算是否真的具備商業(yè)可行性:

1.早期使用者的增多。

信息技術的發(fā)展,,都是在軍事和科研領域應用之后,,由一批商業(yè)領域“先吃螃蟹的人”擴大的,從通訊,、互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)、人工智能等莫不如是,。其實早在2011年,,D-Wave就發(fā)布了第一臺商用量子計算機,但此前量子計算主要是被各種研究機構和高校使用,。

而近年來,,全球大型商業(yè)組織,比如寶馬、大眾,、福特和戴姆勒等汽車企業(yè),,摩根大通等金融機構,醫(yī)療機構進行DNA測序,、藥物研發(fā),、化合物模擬等實驗,都開始嘗試引入量子解決方案,。就在1月5日,美國的量子藥物發(fā)現(xiàn)平臺Tacchyon宣布與英國生物制藥公司PhoreMost Limited合作研究下一代癌癥療法,,通過量子計算確定疾病靶點,,最快速找到小分子藥物,可能讓腫瘤很快得到治療,。

這些技術實踐的探索,,開始展現(xiàn)出量子計算解決以前無法解決的問題的現(xiàn)實能力。

2.創(chuàng)業(yè)先驅(qū)的出現(xiàn),。

技術浪潮也意味著全新的商業(yè)機遇,,先驅(qū)者們會帶著洞見、創(chuàng)意與財富夢想,,從創(chuàng)業(yè)的第一天起就押注新技術,,今天的BAT都曾是互聯(lián)網(wǎng)浪潮的創(chuàng)業(yè)先驅(qū)。

如今,,創(chuàng)業(yè)者們發(fā)出了明確的信號,,開始使用量子計算解決企業(yè)級問題了。比如生物技術初創(chuàng)公司ProteinQure,,使用量子加速AI來發(fā)現(xiàn)新藥,;日本軟件公司Groovoutus發(fā)布了一項由D-Wave量子提供支持的商業(yè)服務,優(yōu)化零售員工的日程安排和運輸路線……

2021年,,中國還出現(xiàn)了量子計算創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺,,為創(chuàng)業(yè)者提供資源對接、應用推廣和學習交流的機會,。這也說明,,量子計算距離創(chuàng)業(yè)者的造富夢越來越近了。

3.生態(tài)系統(tǒng)興起,。

回顧第三次人工智能浪潮,,會發(fā)現(xiàn)學術界和AI巨頭的突破還不夠,諸多獨立軟件供應商(ISV)等參與開發(fā)行業(yè)特定的技術解決方案,,才是AI走進千行百業(yè),、助推AI產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)AI化的動力來源。

目前,波士頓咨詢集團(Boston Consulting Group)也已經(jīng)擴大了其量子專家組,,就量子計算向客戶們提供建議,;Gartner最近也將重點轉(zhuǎn)向量子計算,發(fā)布越來越多何時以及如何開始使用量子系統(tǒng)的內(nèi)容,。就在今年2022年的1月12日,,歐洲最大的咨詢公司凱捷(Capgemini)也宣布推出量子實驗室,并于IBM簽署了一項協(xié)議,,成為IBM Quantum Hub,,以幫助客戶參與到量子計算中來。

市場研究分析機構CB Insights在2021年12月的一份報告《The Big Tech In Quantum Report》,,調(diào)查了美國五大科技巨頭谷歌,、微軟、亞馬遜,、IBM和英特爾的量子計算發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望,,發(fā)現(xiàn)科技巨頭作為基礎軟硬件提供商,開放對多種量子計算機的遠程訪問,。這相當于量子時代的“信息高速公路”,,降低了ISV使用量子擴展業(yè)務的門檻和障礙。

從量子硬件到軟件和服務,,量子生態(tài)系統(tǒng)正在逐漸繁榮,。

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(加利福尼亞的 AWS 量子計算中心)

對于新興技術來說,從實驗室到商業(yè)化的轉(zhuǎn)變,,是“成敗”的決定性時刻,。

2017年,谷歌量子人工智能實驗室(Quantum AI Laboratory)在《自然》雜志上發(fā)表了一份報告,,認為不到五年的時間里,,谷歌能夠?qū)⒘孔佑嬎銠C的訪問商業(yè)化。

事實證明,,量子計算的發(fā)展時間軸已經(jīng)超出了預期,。使用者、創(chuàng)業(yè)者,、建設者等角色的增長,,已經(jīng)開始在助推量子計算產(chǎn)生真正的商業(yè)價值。根據(jù)麥肯錫預測,,到2035年,,全球量子計算市場可能達到1萬億美元。

截止目前,,量子計算領域還沒有一個明確的領導者,,中國,、美國和歐洲都在爭奪領先地位,所以此時此刻,,量子計算之于全球的意義也更加重要,。

A new wave in power:指數(shù)增長的力量

如同AI走過的路程一樣,量子計算正隨著硬件,、軟件和算法的全面進步,,性能顯著提高;越來越多的云廠商開始提供量子訪問,,成本明顯降低,,這意味著,各行各業(yè)出現(xiàn)新的優(yōu)勢機會,,許多行業(yè)的游戲規(guī)則也將被所改變,。

企業(yè)量子軟件公司Zapata曾發(fā)布了一份《企業(yè)量子計算采用的年度報告》,調(diào)查了300多家大型全球企業(yè)的CIO,、CTO及高管,數(shù)據(jù)顯示,,74% 的高管認為要么盡快采用量子計算,,要么面臨永遠落后的風險。而在已經(jīng)開始構建量子能力的企業(yè)中,,41%的人希望在未來兩年內(nèi)實現(xiàn)競爭優(yōu)勢,,領先于同行。

當然,,這個公司自己就是售賣企業(yè)量子軟件的,,調(diào)研結果不排除“自賣自夸”的情況。

我們還是通過一些真實的案例,,來看看量子技術究竟能夠在哪些領域?qū)?jīng)濟和生活產(chǎn)生影響,。

領域一:物流運輸。

在一些研究報告中,,運輸行業(yè)是所有行業(yè)中應用量子計算最高的領域,。DHL 副總裁Justin Baird就說過,“量子可以提升我們從未見過的效率,,無論是調(diào)度送貨車還是打包垃圾箱,,不會留下任何空余”。

在過去幾十年中,,物流運輸行業(yè)的數(shù)字化,、智能化水平得到了很大的進步,但依然存在許多經(jīng)典計算難以解決的優(yōu)化問題,,尤其是在后疫情時代的供應鏈背景下,,優(yōu)化航運和物流網(wǎng)絡的需求十分迫切。

比如UnitedParcel Service Inc.就推出了Quantum View Manage,該應用程序可以讓企業(yè)更好地管理小型包裹,,將生產(chǎn)力提高了 50% 至 60%,。大眾汽車也早在2017年就與D-Wave合作,在量子計算機上預測交通狀況,,然后優(yōu)化出行線路,,縮短擁堵時間。

對于個人來說,,量子計算的應用除了能夠讓大家更好地追蹤包裹快遞之外,,也能大大提高出行體驗。福特公司和微軟公司合作,,對必應地圖的路線推薦進行優(yōu)化,,數(shù)據(jù)顯示,在高峰時段的西雅圖市區(qū),,擁堵情況減少了70%以上,。微軟官網(wǎng)顯示,這種大型路線優(yōu)化的復雜任務在量子退火機上大約需要20秒就能完成,,使用專門的硬件還可以進一步加速,。

領域二:科學研發(fā)。

量子計算原本就在軍用和基礎研究領域發(fā)揮作用,,之所以再次提到,,是因為越來越多的商業(yè)潛力和新市場開始出現(xiàn)。比如2021年五角大樓的官員邁克爾·格里芬(MichaelGriffin)就提到,,量子計算將推動通信衛(wèi)星的安全加密,,不依賴GPS信號的精確導航,美國宇航局還加護使用量子模擬為新航天器創(chuàng)造輕質(zhì)耐用的材料等,。這些任務都給出了量子計算繼續(xù)發(fā)展的商業(yè)方向,。

比如材料領域的研發(fā)。在碳達峰,、碳中和的背景下,,更清潔的能源、減少排放效率是各國的首要任務之一,,而能源的優(yōu)化應用也是一個復雜的大型工程,,需要強大的計算機提供算力支持。至于材料開發(fā),,則超出了經(jīng)典計算機的能力,,這時候量子模擬就能夠提供更大的算力支持,比如研發(fā)高溫超導體,、電池,、催化劑等等,。

迪拜水電局(DEWA)就正在與微軟合作開發(fā)新的量子解決方案,作為迪拜10X計劃的一部分,,利用量子驅(qū)動的Azure服務,,解決能源優(yōu)化問題。??松梨?、英國石油公司等也與IBM達成協(xié)議,利用量子計算應對計算挑戰(zhàn),,開發(fā)下一代能源和工業(yè)解決方案,,提高效率并降低碳排放的潛在影響。

另一個能夠造福世界的基礎研發(fā)領域則是醫(yī)療保健,。借助量子計算增強算法建模和計算能力,,對于人類福祉有著顯著的好處。主要包括:1.診斷協(xié)助,,對患者進行早期,、準確和快速的診斷;2. 精準醫(yī)療,,通過定制的干預措施/治療促進個人健康,;3.成本控制,降低醫(yī)保費用和醫(yī)藥價格,。

2021年,克利夫蘭診所和IBM宣布了一項為期十年的合作,,建立DiscoveryAccelerator,,目標是將量子計算的功能用于下一代醫(yī)學研究,加速醫(yī)療保健和生命科學的研究范圍,,發(fā)現(xiàn)解決COVID-19等公共衛(wèi)生問題的新方法,。瑞士制藥商羅氏(Roche)則與英國劍橋量子計算公司合作,使用CQC的量子化學軟件平臺EUMEN,,用于制造新型藥物和專用材料,。制藥企業(yè)勃林格殷格翰與谷歌在量子計算領域,開啟了為期三年的合作,,用于加速藥物創(chuàng)新和突破,。

這些基礎科學領域的量子應用,對于世界經(jīng)濟和人類生活將帶來深遠的影響,。

領域三:金融,。

在數(shù)據(jù)密集型環(huán)境中,需要功能越來越強大的計算機來進行處理分析,。其中,,金融行業(yè)就是典型的由大數(shù)據(jù)驅(qū)動的領域,,近年來,量子計算在銀行和金融服務業(yè)中越來越受歡迎,。

應用場景之一,,是通過量子加密確保交易安全。在英國,,2021年的六個月內(nèi),,犯罪分子通過欺詐總共竊取了7.539億英鎊。而通過量子金融系統(tǒng),,能夠增強安全協(xié)議,,將防止黑客網(wǎng)絡攻擊。

應用場景之二,,是決策優(yōu)化,。交易、信用評分,、風險管理等業(yè)務中,,金融行業(yè)每天需要做出做出數(shù)百萬個決策,使用量子計算來處理大量數(shù)據(jù)成為必然,。量子計算可以幫助優(yōu)化投資組合,,更精準地適應市場變化,簡化交易結算程序,。

早在2017 年 8 月,,澳大利亞聯(lián)邦銀行 (CBA) 就與 Telstra、新南威爾士州政府和新南威爾士大學合作,,斥資 8300 萬美元建立澳大利亞首個量子計算業(yè)務,。2021年,高盛和QC Ware的研究人員設計了新的量子算法,,性能優(yōu)于用蒙特卡羅技術模擬的金融模型,,將金融應用量子優(yōu)勢路線圖向前推進了重要一步。

除此之外,,量子計算在許多領域都有應用,,比如廣告營銷、工業(yè)制造,、商業(yè)咨詢,、材料化學等??梢钥隙ǖ氖?, 只要量子計算能夠被更高效、更低成本地使用,,幫助企業(yè)獲得指數(shù)級增長,,就會吸引商業(yè)公司的擁抱,。這也證明了量子計算商業(yè)化潮流的必然加速。

但問題來了,,只有極少數(shù)的企業(yè)能夠自己構建通用量子計算機,,那么量子計算想要擴大應用范圍,還需要跨越哪些障礙,?

跨越鴻溝:從實驗室到生態(tài)叢林的驚險一躍

量子計算要實現(xiàn)商業(yè)化,,必須克服的挑戰(zhàn)有很多。

既有技術層面的,,如前所說,,量子比特容易受到擾動,要讓錯誤降低,,必須不斷擴展量子比特數(shù)量,。有業(yè)內(nèi)人士認為,量子計算硬件要發(fā)展到1000個量子比特,,可以系統(tǒng)執(zhí)行糾錯電路并被廣泛采用,,預計到2023年實現(xiàn)。

這一過程中,,量子計算公司還需要研發(fā)更快的量子芯片,,構建量子開發(fā)工具。這一點需要學術界和工業(yè)界的聯(lián)合發(fā)力,。因為在量子技術中,,高校往往不具備最先進的硬件設計和制造能力,而工業(yè)界則缺少將量子科學轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品所需的深厚物理學專業(yè)知識,??茖W家和工程師的緊密合作,依賴于產(chǎn)學研用的精密配合,,知識產(chǎn)權以的保護及激勵措施。

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(1998年到2020年的量子比特進展)

第二重挑戰(zhàn)則是人才方面,。

量子的硬件和軟件方面都需要更多的人才,,目前,專門研究量子算法的師資力量在全球范圍內(nèi)都比較稀缺,。中國某企業(yè)量子實驗室負責人也曾透露,,招人是讓他感到最耗費精力的事情,因為理論計算機科學研究人員很少,,其中研究量子計算尤其是量子算法及其復雜性的人更少,。

此外,正如AI落地需要學術與產(chǎn)業(yè)交叉融合的能力,,量子計算的落地應用同樣需要既懂技術,、又懂產(chǎn)業(yè)的綜合性人才,,很多企業(yè)量子實驗室團隊都具備數(shù)學、物理,、化學等多學科背景,。而近年來的AI人才焦慮也在提醒我們,從現(xiàn)在開始未雨綢繆,,提前培養(yǎng)量子領域的人才,,對于未來加速量子計算的發(fā)展十分必要?;蛟S在2022及不遠的將來,,我們將見證更多中國量子人才的校企聯(lián)合培養(yǎng)計劃、競賽等不斷涌現(xiàn),。

第三重挑戰(zhàn),,則是產(chǎn)業(yè)場景落地。

量子計算要獲得認可,,避免泡沫化,,需要展現(xiàn)出真正改變組織效率、帶來業(yè)務價值的能力,,這就要求解決方案提供方明確技術與場景的契合度,,優(yōu)先考慮那些商業(yè)可行性的方案。

從目前各行業(yè)應用量子計算的需求出發(fā),,會發(fā)現(xiàn)使用量子輔助優(yōu)化算法,、為AI系統(tǒng)提供支持,能夠幫助降低成本,、加速組織流程,、降低風險,是最具價值的場景之一,。Zapata首席執(zhí)行官Christopher Savoie也分享到,,調(diào)研中71%的受訪者對使用量子計算來解決機器學習和數(shù)據(jù)分析問題最感興趣。

從這個角度看,,量子計算的商用一定不是對經(jīng)典計算取而代之,,而是與AI技術、經(jīng)典計算相結合,,三位一體協(xié)同形成更強大的計算能力,,再通過集成到云端,為千行百業(yè)所用,。

對于企業(yè)來說,,數(shù)智化轉(zhuǎn)型已經(jīng)對現(xiàn)有的IT基礎設施、組織架構,、業(yè)務邏輯,、商業(yè)模式等提出了不小的挑戰(zhàn),,再加上一個量子計算,簡直是“不可承受之重”,。一方面,,企業(yè)和組織要開啟“量子計算副本”,首先要通關“經(jīng)典計算副本”,,不斷加速推進數(shù)智化進程,,增強對大數(shù)據(jù)、AI和云的熟練使用,,這會為未來引入量子能力打好基本功,。

同時,云服務商也需要考慮三大技術(量子計算,、經(jīng)典計算,、人工智能)的融合,打造面向未來的生態(tài)系統(tǒng),,為遷移到量子時代培育沃土,。目前,IBM,、谷歌,、微軟、BAT,、華為等都建立了自己的量子開放平臺,,有的還會為企業(yè)提供定制的量子解決方案。

其次是保持開放性,,量子程序涉及到經(jīng)典計算和量子硬件之間的互操作性,,混合多云的部署是最可行的方案,要避免將客戶鎖定在單一云上,。同時通過標桿案例的打造,,為各行業(yè)提供量子使用的方向和實踐引導。

第一次世界大戰(zhàn),,推動了工業(yè)化的進程,。美蘇爭霸,催生了互聯(lián)網(wǎng)的前身阿帕網(wǎng)ARPANET,。后疫情時代,世界經(jīng)濟與各個行業(yè)都面臨著更大的不確定性,,對新技術越來越敏感和依賴,。

處于萌芽階段的量子計算,代表著一種兼具政治意義,、經(jīng)濟意義與社會意義的高價值技術,,或許將引發(fā)一場60年來最重要的計算革命,。

競賽才剛剛開始,而你我都在浪潮之中,。你感到FOMO了嗎,?




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