量子计算正迎来关键时刻:继人工智能之后,这一热门赛道有哪些值得关注?

老虎资讯综合10-02 15:28

核心要点

  • Quantinuum的首次公开募股(IPO)以及今年一系列量子计算公司的上市,表明量子计算正逐步接近实际应用。

  • 制药公司Amgen和医疗机构Cleveland Clinic正在投资量子计算系统,以探索药物发现和临床研究。

  • 美国商务部于5月公布了一项规模达20亿美元的一揽子计划,以加速量子技术发展,并在国家实验室部署一套量子计算系统。

随着人工智能占据新闻头条,量子计算也正在加速发展。

这种趋势在公开市场上表现得尤为明显。Quantinuum具有里程碑意义的首次公开募股(IPO),以及今年一系列量子计算公司的上市,都释放出一个信号:量子计算正在从科幻式的投机概念,逐步转向一个早期商业市场。

上月底,微软(Microsoft)在美国马里兰州公布了一座新的研究中心,使其技术距离美国政府国防高级研究计划局(DARPA)的独立评估机构更近了一步。

IonQ宣布,其最新量子计算系统将部署在英伟达(Nvidia)的量子研究中心,从而搭建起传统计算硬件与量子处理器之间的桥梁。

与此同时,一篇技术论文声称,IBM的Nighthawk处理器只用了19秒就完成了一项任务,而据估算,超级计算机完成同一任务需要110年。

IBM量子计算应用业务副总裁Scott Crowder表示:

“这个行业中有很大一部分仍然在做‘玩具问题’。但处于行业最前沿的人已经不再这样做了。”

这种最前沿的进展,在药物研发领域表现得尤其明显,因为量子系统能够模拟电子和分子的复杂行为。

Amgen是全球最大的制药公司之一,它已经开始采用量子技术,希望缩短药物开发周期。

Amgen也是Quantinuum首轮重大融资中的主要投资者之一,同时还与QuEra等企业展开合作。

Amgen研究副总裁兼研发技术负责人Alan Russell表示:

“我看待量子计算的方式,与看待其他新兴技术一样。它能够让我们做到哪些以前无法做到的事情?它又能够在哪些方面有意义地补充我们已经拥有的工具?”

对于Amgen而言,这意味着解决高度复杂的计算问题,从理解规模庞大且结构复杂的数据集,到在分子层面模拟各种相互作用。

与其他企业一样,Amgen正在寻找所谓的“量子优势”(quantum advantage),也就是量子计算系统能够比目前最先进的经典超级计算机更加高效地完成一项有实际价值的任务。

从理论上讲,实现量子优势并不要求量子计算机拥有完全容错的系统——所谓完全容错系统,是指能够实时检测并纠正错误的系统。

但这一里程碑目前仍然难以实现,因为随着量子系统规模扩大,其对环境噪声的敏感程度也会越来越高。

目前的投资重点,是探索量子计算的能力并寻找实际应用,而不是立即获得效率提升。

Russell表示:

“对我来说,这个机会并不一定是为了简化运营,而是要了解它是否能够帮助我们解决那些利用现有工具很难解决的科学问题。”

这种热情正在整个医疗行业蔓延。

五年前,Cleveland Clinic(克利夫兰医学中心)的量子计算项目最初是在其位于俄亥俄州的主院区一家食堂里启动的。

该项目是在Cleveland Clinic成立100周年之际启动的,目标是为未来一个世纪的医疗服务奠定基础。

这一计划的核心是Discovery Accelerator,这是Cleveland Clinic与IBM开展的一项合作,目前已经覆盖60多个项目,涉及人工智能、高性能计算,当然也包括量子计算。

Cleveland Clinic首席研究信息官Lara Jehi博士表示:

“我们当时采取的是一种长期视角,而这正是任何研究量子计算的组织都需要具备的视角。否则,把它作为一项投资是没有意义的。”

Cleveland Clinic、IBM以及日本研究机构理化学研究所(Riken)的研究人员,因其在蛋白质建模方面的工作而获得了著名的ACM Gordon Bell奖提名。

Jehi表示:

“真正的创新在于弄清楚量子计算和经典计算如何协同工作。这使它变得更加普遍,而这种普遍化本身就是一个非常重要的验证。”

Cleveland Clinic早期曾尝试利用量子计算预测患者术后的心脏风险,但这一任务对于当前的量子硬件而言过于复杂。

不过,Jehi认为,量子计算在其他领域拥有巨大的潜力,例如临床试验流程、供应链,以及大型医院网络中的员工排班等。

Jehi表示:

“如果我们只把量子计算用于药物发现,那么我们实际上把它限制在了一个只有制药公司感兴趣的应用领域。”

“实际上,它可以应用于各种研究环境,覆盖那些我们过去还没有很好探索的领域。”

这种热情也延伸到了美国联邦政府层面。

美国商务部于5月公布了一项规模达20亿美元的一揽子计划,以加速量子技术的发展。

除了继续努力确保国内量子技术供应链的安全之外,美国政府还设定了2028年这一时间节点,目标是在一家国家实验室部署一台“具有科学实际意义的量子计算机”。

推动这一计划的部分原因来自国家安全方面的担忧。

争论的核心之一是肖尔算法(Shor's algorithm)。

这是一种能够对大整数进行因式分解的算法,其速度是任何经典计算机都无法匹敌的。

这种算法从未被用于破解现实世界中的加密系统,但政府合作伙伴强调,相关准备工作不能等待。

尽管目前仍无法确定这种风险究竟会在什么时候出现,以及届时会以什么形式出现,但提前做好准备仍然十分重要。

不法行为者最终也不可避免地会利用量子计算能力,尤其是在云计算访问降低进入门槛的情况下。

亚马逊云科技(Amazon Web Services)和微软等行业巨头已经建立了量子计算生态系统,可以托管第三方量子计算硬件,让开发人员能够试验量子算法。

Booz Allen量子计算业务负责人JD Dulny表示:

“量子计算对我们公共基础设施构成的威胁非常严重、非常现实,而且一定会到来。”

“我们不知道未来两三年世界会变成什么样。每当一种变化出现时,就像我们在人工智能领域看到的那样,人们既会利用它做出令人惊叹的事情,也会利用它做出可怕的事情。”

对于希望押注量子计算未来发展的投资者而言,纯量子计算公司中的市场领导者IonQ仍然持续受到高度关注。

美国银行证券(BofA Securities)最近开始覆盖IonQ,并给予该股票**“买入”评级**,理由之一是公司进行了具有战略意义的技术收购,例如最近收购芯片制造商SkyWater Technology。

政府的支持也凸显了其他竞争者。

Infleqtion在传感器和原子钟等国防应用领域处于领先地位。

与此同时,美国联邦政府持有上市公司Rigetti Computing、D-Wave Quantum和Quantinuum的股份,这也为它们各自的量子计算硬件路线提供了认可。

IBM仍然是这一领域的核心参与者,不过分析师们对于量子计算业务的增长预期究竟有多少已经反映在IBM的股价中,仍存在争议。

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