当下量子计算研究:既不是骗局也不是神话
之前刷到国内量子团队发新芯片的新闻,底下高赞评论是:“吹了十几年了,到底什么时候能用上?”
说实话,我一开始也这么想。
不就是算得快吗?难不成明天买个菜都要用量子计算?
室温可运行硅基量子比特芯片实物图
纠错是整个量子计算研究绕不开的命门。之前外界说量子计算是实验室玩具,核心原因就是物理比特太娇贵,稍微一点温度波动、振动就错码,一万个物理比特才能攒出一个能用的逻辑比特,成本高到根本不可能规模化。
现在呢?多个团队都已经把单物理比特的错码率压到了千分之一以下,硅基路线甚至做到了99.9%的保真度。
离百万比特级的通用量子计算机,真的不是遥遥无期。
量子计算药物分子模拟结合能结果对比图
但是也不能一棒子打死。很多基础科学的突破,本来就是从“无用”的特定问题开始的。
现在量子计算研究最靠谱的落地突破口,其实根本不是破解密码,是药物分子模拟和新能源材料研发。
国内的本源量子去年和创新药企合作,用量子模拟算了一个抗肿瘤靶点蛋白和小分子配体的结合能,结果比经典计算机的模拟更接近真实湿试验的数据,直接省了大半年的试验时间,省了几百万的试验成本。
这就是实实在在的价值,不是吹出来的。
我最烦那种自媒体,上来就喊量子计算要把现有密码体系干碎了,吓得普通人慌慌张张。实际上真要造出能破解RSA的通用量子计算机,至少还要十五年往上走,而且现在NIST都已经标准化了后量子密码算法,真到那天,系统早就换完了,慌什么?
国内量子计算研究,走到哪一步了
很多人聊起这个话题,要么就是吹我们全领域领先,要么就是说我们全都是抄别人的,两个极端都不对。
实话实说,在通用量子计算机的整体集成、纠错系统研发上,我们确实比IBM、谷歌落后个三到五年,这个没什么好抵赖的。
但是在很多细分路线上,我们早就走在世界第一梯队了。比如光量子路线,中科大的团队早早就实现了一百比特的纠缠,这个成绩放到全世界都是顶流。硅基量子比特方向,中科院物理所去年做出来的高纯度硅基比特,保真率超过99.9%,比很多国外团队做的性能还好。
而且国内走的路线其实很务实,我们不跟国外比谁先堆出千万个物理比特,先在NISQ(有噪声中尺度量子计算)阶段找落地场景,先做能赚钱的应用,反而是更聪明的选择。
现在国内的量子设备已经能给动力电池企业做正极材料的模拟,给金融机构做投资组合优化,给密码企业做量子安全测试,这些小场景不需要完美纠错,现有设备就能用,既赚了钱反哺研发,也给产业创造了价值,不好吗?
上个月和一个做量子研发的朋友吃饭,他说最烦两种人:一种说量子计算全是骗局,骗经费的;一种说量子计算明天就能改变世界,万物都能量子。
其实哪有那么极端。量子计算研究就是一桩笨功夫,今天多把一个比特做对,明天把错码率降一个小数点,都是进步。就像七十年前的第一台经典计算机,占地一百多平米,计算能力还不如现在你手里的智能手表,当时谁能想到今天人人都能用上算力这么强的设备?
你现在觉得它离你的生活远,说不定二十年后,你用的新电池、吃的新靶向药,就是用量子计算研发出来的。
不信?走着瞧。
别只画饼,现在量子计算研究已经跑出真成果了
前两年聊量子计算,开口都是“未来三十年”“五十年后”,现在不一样了。 2023年牛津大学物理系团队,用14个纠错量子比特模拟了小分子的费米子相互作用,精度比经典超级计算机的模拟结果高了整整一倍多。IBM去年推出的千比特级处理器,已经实现了127个逻辑比特的基础纠错,错码率比五年前降低了三个数量级。
室温可运行硅基量子比特芯片实物图
纠错是整个量子计算研究绕不开的命门。之前外界说量子计算是实验室玩具,核心原因就是物理比特太娇贵,稍微一点温度波动、振动就错码,一万个物理比特才能攒出一个能用的逻辑比特,成本高到根本不可能规模化。
现在呢?多个团队都已经把单物理比特的错码率压到了千分之一以下,硅基路线甚至做到了99.9%的保真度。
离百万比特级的通用量子计算机,真的不是遥遥无期。
被炒烂的“量子优势”,藏着行业最真实的水分
不过话说回来,现在圈子里的泡沫也确实不少。 打开财经新闻,动不动就是“量子颠覆区块链”“几分钟破解所有密码”,说得神乎其神,其实大半都是资本炒出来的概念。对吧? 现在我们说的“量子优势”,大部分都是特定问题优势,不是全领域碾压。谷歌当年的悬铃木处理器,算随机线路采样比超算快一万倍没错,但这个问题除了证明量子确实能比经典算得快,对大部分产业来说半毛钱用都没有。
量子计算药物分子模拟结合能结果对比图
但是也不能一棒子打死。很多基础科学的突破,本来就是从“无用”的特定问题开始的。
现在量子计算研究最靠谱的落地突破口,其实根本不是破解密码,是药物分子模拟和新能源材料研发。
国内的本源量子去年和创新药企合作,用量子模拟算了一个抗肿瘤靶点蛋白和小分子配体的结合能,结果比经典计算机的模拟更接近真实湿试验的数据,直接省了大半年的试验时间,省了几百万的试验成本。
这就是实实在在的价值,不是吹出来的。
我最烦那种自媒体,上来就喊量子计算要把现有密码体系干碎了,吓得普通人慌慌张张。实际上真要造出能破解RSA的通用量子计算机,至少还要十五年往上走,而且现在NIST都已经标准化了后量子密码算法,真到那天,系统早就换完了,慌什么?
国内量子计算研究,走到哪一步了
国内量子计算研究,走到哪一步了
很多人聊起这个话题,要么就是吹我们全领域领先,要么就是说我们全都是抄别人的,两个极端都不对。
实话实说,在通用量子计算机的整体集成、纠错系统研发上,我们确实比IBM、谷歌落后个三到五年,这个没什么好抵赖的。
但是在很多细分路线上,我们早就走在世界第一梯队了。比如光量子路线,中科大的团队早早就实现了一百比特的纠缠,这个成绩放到全世界都是顶流。硅基量子比特方向,中科院物理所去年做出来的高纯度硅基比特,保真率超过99.9%,比很多国外团队做的性能还好。
而且国内走的路线其实很务实,我们不跟国外比谁先堆出千万个物理比特,先在NISQ(有噪声中尺度量子计算)阶段找落地场景,先做能赚钱的应用,反而是更聪明的选择。
现在国内的量子设备已经能给动力电池企业做正极材料的模拟,给金融机构做投资组合优化,给密码企业做量子安全测试,这些小场景不需要完美纠错,现有设备就能用,既赚了钱反哺研发,也给产业创造了价值,不好吗?
上个月和一个做量子研发的朋友吃饭,他说最烦两种人:一种说量子计算全是骗局,骗经费的;一种说量子计算明天就能改变世界,万物都能量子。
其实哪有那么极端。量子计算研究就是一桩笨功夫,今天多把一个比特做对,明天把错码率降一个小数点,都是进步。就像七十年前的第一台经典计算机,占地一百多平米,计算能力还不如现在你手里的智能手表,当时谁能想到今天人人都能用上算力这么强的设备?
你现在觉得它离你的生活远,说不定二十年后,你用的新电池、吃的新靶向药,就是用量子计算研发出来的。
不信?走着瞧。