量子科技成“新風(fēng)口” 百度兩年三跨越搶先布局量子時(shí)代

上年底，百度研究院發(fā)布2020年十大科技趨勢(shì)預(yù)測(cè)，其中就提到過量子計(jì)算將會(huì)爆發(fā)，沒想到他們的預(yù)測(cè)應(yīng)驗(yàn)的這么快。

10月16日，我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人在有關(guān)量子科技研究和應(yīng)用前景的第二十四次集體學(xué)習(xí)中強(qiáng)調(diào)：“要充分認(rèn)識(shí)推動(dòng)量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局，把握大趨勢(shì)，下好先手棋。”

量子計(jì)算被提升到了國(guó)家戰(zhàn)略層面。

恰好在一個(gè)月前的百度世界2020大會(huì)上，百度也全新發(fā)布量易伏平臺(tái)，它是國(guó)內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái)，開發(fā)者可以在該平臺(tái)注冊(cè)賬號(hào)即可進(jìn)行開發(fā)測(cè)試，無需再擁有一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，大大降低了開發(fā)者使用量子技術(shù)的成本。

同時(shí)百度還全面升級(jí)了量子脈沖計(jì)算服務(wù)量脈、國(guó)內(nèi)首個(gè)量子機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)工具量槳。通過構(gòu)建以百度量子平臺(tái)為核心的量子生態(tài)，叩響了量子時(shí)代的大門。

9月26日，段潤(rùn)堯還與中科院計(jì)算所研究生王子和B站知名科普類UP主汪振興在百度APP上進(jìn)行了一次別開生面的直播——量子計(jì)算科普課，當(dāng)時(shí)吸引了超過15.3萬人觀看和互動(dòng)，可見大眾對(duì)了解量子計(jì)算也有十分濃厚的興趣。

無論從國(guó)家戰(zhàn)略、企業(yè)布局還是普通用戶的興趣方面，量子計(jì)算都已成為關(guān)注的焦點(diǎn)，那它距離我們究竟有多遠(yuǎn)呢？我們國(guó)家的量子計(jì)算水平又處在怎樣的位置呢？

未來已來，我們?cè)缫堰M(jìn)入量子時(shí)代

從1900年量子力學(xué)的出現(xiàn)，到量子計(jì)算逐步落地應(yīng)用，中間已經(jīng)走過了120年。

過去30年，我們經(jīng)歷了全球互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的進(jìn)程，其實(shí)也可以看做是第一次量子技術(shù)革命時(shí)代。伴隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，在這個(gè)信息時(shí)代里，我們通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的互通互聯(lián)，基于互聯(lián)網(wǎng)也形成了內(nèi)容、游戲、社區(qū)、電商等一系列應(yīng)用，極大豐富了我們的工作和生活。

但隨著量子計(jì)算技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們也將要迎來第二次量子計(jì)算革命浪潮。

量子計(jì)算機(jī)比普通計(jì)算機(jī)有更強(qiáng)的計(jì)算能力，舉個(gè)實(shí)際的例子，現(xiàn)有的量子計(jì)算機(jī)能用不到4分鐘時(shí)間，完成世界第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)IBM Summit大約1萬年的計(jì)算量。

美國(guó)加州圣巴巴拉的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的量子計(jì)算機(jī)

華為創(chuàng)始人任正非也曾提到，現(xiàn)在世界上最安全的密碼，如果用超級(jí)計(jì)算機(jī)去破譯，需要幾十萬年才能破解，但如果用量子計(jì)算機(jī)去破解，不用幾秒鐘就能成功。

如此出色的計(jì)算能力，當(dāng)它應(yīng)用于各行各業(yè)，不僅能大大縮短研發(fā)時(shí)間，還有可能出現(xiàn)顛覆式的創(chuàng)新。

10月27日，在百度舉辦的“百度無限『量』，大咖聊量子”科普課堂活動(dòng)中，百度研究院量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)堯教授也提到，量子計(jì)算目前最有?的應(yīng)用是量?系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬，運(yùn)用量子計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的計(jì)算能力，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界發(fā)展趨勢(shì)的提前預(yù)判，進(jìn)而提升工作效率。

百度研究院量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)堯

美國(guó)《時(shí)代周刊》曾預(yù)測(cè)過量子計(jì)算改變我們世界的9大方面，其中包括更安全的飛行體驗(yàn)、探索更遠(yuǎn)的宇宙星球、汽車自動(dòng)駕駛落地、提高天氣預(yù)報(bào)精度、提升癌癥篩查精準(zhǔn)度，以及治療藥物的研發(fā)效率等等。

如此看來，量子計(jì)算離我們并不遙遠(yuǎn)，而且與我們的生活將會(huì)息息相關(guān)。

當(dāng)然，技術(shù)是一把雙刃劍，如果量子計(jì)算技術(shù)被用來作惡，也會(huì)產(chǎn)生極大的破壞力，因此各個(gè)國(guó)家和企業(yè)都十分重視這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和正確應(yīng)用。

大國(guó)戰(zhàn)略，量子計(jì)算乃必爭(zhēng)之地

目前世界各國(guó)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到量子計(jì)算的重要性，并且在這項(xiàng)技術(shù)上砸入真金白銀：

2013年，日本成立量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，計(jì)劃10年內(nèi)投入3.75億美元進(jìn)行量子技術(shù)研究；

2016年歐盟宣布投入11億美元啟動(dòng)“量子旗艦”計(jì)劃；

2019年德國(guó)投入6.5億歐元啟動(dòng)國(guó)家量子計(jì)劃，并且還宣布將于2021年擁有首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)；

2019年俄羅斯也提出了國(guó)家量子計(jì)劃，將在5年內(nèi)投入7.9億美元打造量子計(jì)算機(jī)；

從2019年至今，還有英國(guó)、荷蘭、印度等多國(guó)投入重金進(jìn)入量子科技領(lǐng)域搞研發(fā)以及人才培養(yǎng)；

美國(guó)也在逐年加大量子計(jì)算領(lǐng)域的投入，他們?cè)?021財(cái)年預(yù)算提案中對(duì)量子信息科學(xué)的投資相比2020財(cái)年將增加50％。

量子計(jì)算成為了全球范圍內(nèi)大國(guó)必備的科研戰(zhàn)略，其重要性與日俱增。

在中國(guó)，量子科技同樣備受重視，早在2001年，中科院就成立了量子物理與量子信息研究部，2011年清華大學(xué)也成立了量子信息中心，2016年我國(guó)發(fā)射了人類歷史上首顆量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”，2020年量子計(jì)算又被提升為國(guó)家戰(zhàn)略。

墨子號(hào)量子衛(wèi)星模型

那為什么我國(guó)選擇現(xiàn)在提出加快量子科技戰(zhàn)略呢？段潤(rùn)堯在直播中表示，這是綜合因素使然。近幾年量子科技不管在軟件、硬件還是算法上都有了巨大的突破，整體認(rèn)識(shí)水平的提升推動(dòng)了量子研究領(lǐng)域的進(jìn)步，同時(shí)，量子計(jì)算已經(jīng)成為面對(duì)一些科技瓶頸時(shí)的新選擇。在量子科技興起的大背景下，主要的發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)展開布局，在這種情況下，做好量子科技的戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局是必然的。

據(jù)日本調(diào)研機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)顯示，從2014年至2018年，在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究論文數(shù)量上，美國(guó)以1948篇排名世界第一；中國(guó)以1495篇排名第二。

目前中國(guó)與美國(guó)在量子科技上也各有優(yōu)劣，中國(guó)在量子通信方面處于全球領(lǐng)先地位，美國(guó)則在量子計(jì)算領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

中金公司的報(bào)告顯示，當(dāng)前量子科技正處于從科研走向應(yīng)用的關(guān)鍵時(shí)期，我國(guó)作為量子科技的第一梯隊(duì)成員，國(guó)內(nèi)的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)勢(shì)必會(huì)加速發(fā)展。

工商局的企業(yè)注冊(cè)數(shù)據(jù)也在印證這一判斷，目前我國(guó)有近4200家經(jīng)營(yíng)范圍含“量子”的企業(yè)，有87%的企業(yè)是在近5內(nèi)成立的。

提前布局，百度讓“人人皆可量子”

量子計(jì)算在國(guó)內(nèi)已經(jīng)進(jìn)入了快車道。但同時(shí)我們也要認(rèn)識(shí)到這一領(lǐng)域發(fā)展中存在的短板，清華大學(xué)副校長(zhǎng)、中科院院士薛其坤近期接受采訪時(shí)表示在支撐設(shè)備、關(guān)鍵元器件以及人才儲(chǔ)備方面都存在挑戰(zhàn)。

在國(guó)外，谷歌、亞馬遜、微軟等科技巨頭都已在量子計(jì)算領(lǐng)域有所斬獲。

谷歌曾在2019年實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算能力的突破，即在世界第一的超算 Summit 需要計(jì)算一萬年的試驗(yàn)中，谷歌量子計(jì)算機(jī)只花費(fèi)了3分20秒；微軟也在2019年推出了量子網(wǎng)絡(luò)和量子計(jì)算云服務(wù)，量子計(jì)算的商業(yè)化進(jìn)程也逐漸加快。

在國(guó)內(nèi)，阿里和百度先后于2017年和2018年成立量子計(jì)算研發(fā)機(jī)構(gòu)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)量子計(jì)算在技術(shù)探索、應(yīng)用落地和人才培養(yǎng)等方面的發(fā)展。

對(duì)于量子計(jì)算未來在國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，百度CTO王海峰認(rèn)為：“一方面，以深度學(xué)習(xí)框架和云計(jì)算為代表的人工智能技術(shù)有望在量子計(jì)算軟、硬件的研發(fā)過程中大顯身手，比如百度飛槳深度學(xué)習(xí)平臺(tái)就包含了量子機(jī)器學(xué)習(xí)工具集‘量槳’，可以支持開發(fā)者和科研人員更便捷地開發(fā)量子人工智能應(yīng)用；另一方面，隨著量子科技的發(fā)展，量子計(jì)算、量子通信以及量子精密測(cè)量等方面的先進(jìn)成果也將逐步融入人工智能的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用落地之中?！?/p>

百度研究院量子研究所成立2年里就實(shí)現(xiàn)了3大跨越：

2019年發(fā)布了國(guó)際領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)第一的云上量子脈沖系統(tǒng)“量脈”。作為連接量子軟硬件的橋梁，量脈的性能指標(biāo)非常優(yōu)異；

2020年5月，發(fā)布了量子機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)工具“量槳”，使百度飛槳成為了國(guó)內(nèi)首個(gè)、也是目前唯一支持量子機(jī)器學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)平臺(tái);

9月，又推出了國(guó)內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái)量易伏，加速量子計(jì)算的商業(yè)應(yīng)用步伐。

在這次“百度無限『量』，大咖聊量子”科普課堂中，天體物理學(xué)博士馬志博也出席參與，并表示自己十分欣賞百度在量子計(jì)算領(lǐng)域的布局邏輯，他認(rèn)為百度的量子計(jì)算平臺(tái)很好的串聯(lián)了該領(lǐng)域的軟硬件和前后端。

量易伏、量脈、量槳構(gòu)建起以百度量子平臺(tái)為核心的量子生態(tài)

短短2年時(shí)間，百度就在量子計(jì)算領(lǐng)域成為國(guó)際一流的科技公司。

今年年初，百度入選了《Analytics Insight》雜志評(píng)選的2020全球十大量子計(jì)算公司名單；另外，知名投資咨詢公司Investor place評(píng)選出全球未來十年值得買入的七大量子計(jì)算股票，百度也與Alphabet、IBM、微軟等科技公司一同入榜。

為了在國(guó)內(nèi)挖掘量子計(jì)算方面的人才，2020百度之星大賽還首次設(shè)置了量子計(jì)算賽題，讓量子計(jì)算的能力培養(yǎng)從00后抓起。

百度CTO王海峰給參加百度之星的六年級(jí)小選手陳奕帆頒發(fā)“未來之星”特別獎(jiǎng)

在百度世界2020大會(huì)上，百度研究院量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)堯教授喊出了“人人皆可量子”的愿景，他希望人們能夠有平等獲得“量子技術(shù)”這種尖端科技的權(quán)利。

9月26日和10月27日，段潤(rùn)堯教授又分別參加了百度的兩場(chǎng)量子計(jì)算的科普課，通過直播和線下沙龍的方式，深入淺出的分享量子計(jì)算的知識(shí)和案例，以及百度量子目前的發(fā)展現(xiàn)狀、最新技術(shù)進(jìn)展以及應(yīng)用成果，讓更多年輕人感知到量子技術(shù)即將帶來的變革。

小結(jié)

雖然量子技術(shù)的概念聽上去高深莫測(cè)，但它距離我們一點(diǎn)也不遠(yuǎn)，當(dāng)我們?cè)谙硎鼙倍沸l(wèi)星精準(zhǔn)導(dǎo)航的時(shí)候，當(dāng)我們運(yùn)用更精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大豐收的時(shí)候，當(dāng)我們未來用醫(yī)學(xué)攻克罕見病癥的時(shí)候，背后都會(huì)有量子計(jì)算的存在。

在中國(guó)成為量子計(jì)算強(qiáng)國(guó)的道路上，百度作為一家高科技企業(yè)，也有望用自己的技術(shù)實(shí)力和影響力助力中國(guó)搶占科技制高點(diǎn)。我們也期待人人皆可量子的時(shí)代早日到來！

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