量子计算：泡沫还是现实？IBM与富士通引领量子计算机竞赛
光子盒研究所出品多年来，有关破纪录系统的头条新闻一直主导着量子计算新闻。各家公司似乎已经开始了量子计算机竞赛。在大家热情投入量子计算领域，对量子计算充满美好想象的同时，也难免会产生一些疑问：“量子计算是泡沫还是现实？”
IBM 预计将在 2023 年发布一款处理器，该处理器将逆势而上，将更多量子位投入使用。量子位是量子计算机的处理单元，可以使用多种技术构建，包括超导电路、捕获离子和光子（光的量子粒子）。
在日本，富士通正与 Riken 合作，在 2023 年 4 月开始的财政年度为该公司提供该国第一台国产量子计算机。它将拥有 64 个超导量子位。富士通研究所量子实验室负责人佐藤说：“最初的重点将是材料开发、药物发现和金融方面的应用。”
然而，并不是每个人都遵循经过验证的超导路径。 2020年，印度政府承诺在量子技术上投资800亿卢比（宣布时为11.2亿美元）。很大一部分将致力于光子技术——基于卫星的量子通信，以及创新的“qudit”光子计算。
尽管事情变得越来越严重，国际竞争也越来越激烈，但量子技术目前在很大程度上仍处于协作状态。 “这个领域的好处是它的竞争非常激烈，但我们都认识到它是必要的，”说。 “我们没有零和心态：有不同的技术，不同的成熟度，我们现在都在一起玩。在某个时候将会出现某种整合，但现在还不是。”
是牛津大学的物理学家，研究计算量子物理学。在此，他认为人们对量子计算的前景过于乐观。
当大量投资者反复做出错误的投资决策时，金融泡沫就会出现，而这通常是由于贪婪、误解和容易赚钱造成的。一个现代的例子是量子计算。
量子计算通常被描述为一种新兴技术，其最终影响只有人工智能可以匹敌。根据量子传播者的说法，功能齐全的量子计算机的出现只是时间问题，它能够完成从彻底改变药物开发到破解互联网加密方案等所有任务。
还指出，IonQ、D-Wave等知名量子计算公司上市后市值达到顶峰。
据 ，这三者加起来的市值仍为 30 亿美元，但今年的预期总销售额约为 3200 万美元（净亏损约 1.5 亿美元）。这些公司——或者任何其他量子计算公司——实际上都没有赚钱。他们产生的微薄收入主要来自咨询任务，旨在教导其他公司“量子计算机将如何帮助他们的业务”，而不是实际利用量子计算机相对于传统计算机的任何优势。
关于量子计算机，提出了两个问题：当前的设备非常容易出错，以至于任何试图用它们处理的信息几乎都会立即退化为噪声。如果计算机规模扩大（即“量子位”数量增加），问题只会变得更糟。克服这些错误的令人信服的策略尚未得到证实，因此尚不清楚何时（如果有的话）可以建造大规模容错量子计算机；另一方面，尚不清楚哪些商业上有用的问题可以使用量子计算机来构建。计算机解决方案 - 如果可用。
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强调“很难说泡沫何时会破裂，但在某个时候索赔将会被发现，资金将会枯竭。我只是希望当音乐停止、泡沫破灭时，公众仍然会倾听我们物理学家的声音。”
西蒙
西蒙是牛津大学量子技术的联合创始人和教授。在这里，他拒绝接受量子计算是典型泡沫的观点。
西蒙认为，如今存在许多量子计算公司，但它们往往尚未盈利。但这些公司目前显然处于研发模式。例如，Psi 是筹集超过 665MM 美元的最大新玩家之一，但它根本不参与商业活动。它只是告诉投资者这需要时间。会的。我相信，直到本世纪末，我们可能才会拥有一台真正有影响力的量子计算机。
并非所有企业都会受益于量子计算机，至少在初期是这样。最早的影响将出现在与材料科学（包括能源材料）、化学或优化（可能扩展到物流/运输）相关的领域。即使在这些领域，企业也只有在想成为支持技术的一部分而不是用户时才需要参与。尽管有人呼吁“量子准备好”，但其他人可以放松——他们不会错过“量子巴士”，因为巴士仍在建造中。
在量子计算的应用层面，西蒙重点介绍了数百篇研究论文，这些论文识别和探索了从优化（这是物流和投资组合管理挑战的关键）到解锁自然和技术世界中复杂系统的动态等领域的量子优势。 。前景。这些想法是否错误并且最终无法提供价值？几乎可以肯定不是。
Simon 认为，量子计算机需要解决的最大问题是尺寸问题：“当然，建筑物大小的量子计算机仍然会产生影响——也许与当今价值 360 亿美元的 HPC 领域相当。但此类系统的绝对成本将限制它们的市场以及它们可以带来的好处对我来说，自然的途径是改变当今的硅芯片以承载量子位而不是比特，但如果要量子计算机成为现实，那么尺寸同样很小。它的革命性得到充分实现。潜力当然需要解决尺寸问题。”
西蒙总结道：关于量子计算机可以是什么的广泛持有的想法与它们将成为什么的现实之间存在脱节。但如果断言这个领域除了炒作之外就没有什么，那就大错特错了。量子计算机的进展是真实的，具有商业意义的机器的道路是明确的，具有明确的里程碑。在这方面，量子计算就像任何其他颠覆性技术一样。
近日，英国《金融时报》Teck Tonic博客节目就《量子革命：打造量子计算机的竞赛——炒作是否超出了现实？》进行了讨论。主持人邀请了科技巨头谷歌的量子工程师埃里克和微软的负责人。量子软件工程师 Svore、硅谷著名风险投资家 David Cowan 以及从事量子计算研究 25 年的马里兰大学 Das Sarma 教授。
埃里克（Erik）描述了谷歌以这种方式构建量子计算的量子计算机：它们被安置在金属圆柱体中，圆柱体内部是一系列壮观的金板、电线和管道，像枝形吊灯一样悬挂着。然后在中间，有点像我们正在盯着的这个圆柱体的核心，是一个非常漂亮的金属结构，就像闪亮的金色，还有一些铜编织物。从那里我们有电线向上和向下，基本上连接到内部装有量子处理器的主板。在描述量子计算机的未来时，Erik Lucer 的兴奋之情溢于言表：“你现在看到的是该系统的原型，当我们从今天拥有的 100 个量子位发展到 100 万个量子位时，你会如何想象？未来会发展到物理量子比特吗？
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Svore 的想法与 Erik Lucer 类似，Erik Lucer 表示他们现在的工作重点是扩大规模。 “我们设计的量子机器的核心是扩展到一百万个物理量子位或更多。这对于解决影响全人类的问题非常重要。”这些问题是必要的，因此我们必须获得一百万个物理量子位。”
谷歌最新的量子处理器只有 72 个量子位。 IBM 开发的全球已知最大量子计算机有 433 台。将量子计算机从数十或数百个量子位扩展到一百万个量子位是一项巨大的技术挑战。这是因为量子位非常脆弱。它们由处于微妙量子态的单个亚原子粒子组成。
量子位对环境中的各种类型的噪声都很敏感。即使是极少量的热量也会摧毁它们，导致计算错误。因此，像朱莉这样的量子工程师必须保持量子位的低温——而不是正常的深空量子位。
这些测量是在超低温下进行的，比深空还要冷得多。通常使用稀释制冷机的专业制冷技术来实现这些超低温。它们内部有一个嵌套娃娃结构，可提供屏蔽和更强的冷却能力。工程师希望在进入这些系统的核心时将其与室温环境和较低温度隔离。
但热量并不是唯一的问题。电信号、磁场，甚至宇宙射线。任何事情都可能影响量子位量子态的稳定性并阻止计算机正常工作。微软正在开发一种特殊类型的量子位，它应该更能抵抗这种环境噪音。
“你知道，科学突破并不总是在可预测的时间内出现，但我们关注的是这种水平的创新，而不是几十年，”斯沃尔总结道。
投资了多家量子初创公司并认为量子计算机潜在商业应用巨大的 David Cowan 认为，“甚至很难量化量子计算的可用市场规模。这就像试图量化计算机一样” 20世纪初的晶体管市场不仅仅是通过更换我们今天拥有的超级计算机，我们还可以解锁过去甚至无法梦想实现的解决方案。”
最后，达斯·萨尔马得出结论：量子计算机是不可避免的吗？我的答案是肯定的，将会有一台量子计算机。我可以保证。我可能不会看到它，但将会有一台量子计算机。但是，你知道，我的意思是，我想在其中加入一点现实。也许100年。
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