原標題：量子計算云平臺“中國版”啟動(dòng) 量子信息革命正在加速到來(lái)
１１日，量子計算云平臺“中國版”正式啟動(dòng)，量子計算的商業(yè)化落地近在咫尺。第二次量子信息革命正在加速到來(lái)，微觀(guān)世界的中國“探夢(mèng)者”，將如何解鎖量子的“新密碼”，開(kāi)啟未來(lái)科技的“新引擎”？
云平臺“中國版”啟動(dòng)，開(kāi)啟量子計算產(chǎn)業(yè)化落地
這一云平臺，由中科院與阿里云合作發(fā)布。據介紹，這是為用戶(hù)提供量子計算的起點(diǎn)，希望推動(dòng)量子計算產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現三方面的愿景：一是提升現有計算，包括提升機器學(xué)習、組合優(yōu)化等性能，帶動(dòng)基于這些核心計算的業(yè)務(wù)；二是賦能新興產(chǎn)業(yè)，營(yíng)造量子信息技術(shù)的生態(tài)系統；三是擴充安全，加強已有的量子加密通信技術(shù)，使用量子衛星，推出基于量子密碼的安全計算。
將量子計算商業(yè)化，已經(jīng)是全球業(yè)界的共識。２０１６年，ＩＢＭ就向公眾開(kāi)放了一款基于云的量子計算平臺——“Ｑｕａｎｔｕｍ?。牛穑澹颍椋澹睿悖?rdquo;，用戶(hù)登錄后能使用一臺５量子比特的量子計算機進(jìn)行算法或實(shí)驗模擬；２０１７年３月，又宣布計劃建立業(yè)界首個(gè)商用通用量子計算平臺ＩＢＭ?。?。
讓更多人參與到量子計算的探索和研究中，無(wú)疑可以加快其突破的速度；但量子計算也并非是“萬(wàn)能”的，其目的主要是用來(lái)處理過(guò)于復雜和發(fā)展太快、以至于傳統計算系統無(wú)法處理的各種問(wèn)題。中科院院士、中國科技大學(xué)常務(wù)副校長(cháng)潘建偉說(shuō)，目前平臺提供２５量子比特的經(jīng)典計算仿真環(huán)境，２０１７年底基于１０個(gè)超導量子比特的量子計算將上線(xiàn)。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授朱曉波是１０個(gè)超導量子比特糾纏的主要實(shí)現者之一。他告訴記者，量子計算有兩條實(shí)現路徑，一是通用量子計算，這是非常艱難的，需要實(shí)現量子容錯等。而在計算深度和比特有限的情況下，能否制造一個(gè)模擬機，在某些特定問(wèn)題上，比超級計算機更快，就成了現在的路徑。“我們將１０個(gè)超導量子比特的量子處理器接入云端，希望大家都參與，試圖打通科研到應用。”
計算能力百萬(wàn)倍增加，實(shí)現“量子稱(chēng)霸”成為可能
“量子計算發(fā)展的進(jìn)程比我想象得要快得多。”潘建偉說(shuō)，中國科學(xué)家已經(jīng)在實(shí)驗室實(shí)現了目前已知的所有量子算法的驗證。
他預計，團隊將在今年底發(fā)布一臺可上網(wǎng)的、基于超導量子比特的量子計算機；希望到明年，完成對更多數目的量子比特高精度操縱。最終，計算能力將超越目前最強大的超級計算機，實(shí)現“量子稱(chēng)霸”。實(shí)現后可用于很多實(shí)用性的研究，例如研究量子退火的機制，實(shí)現高效全局的最優(yōu)搜索，使得指揮交通、理解圖像等更加簡(jiǎn)便、迅速。
計算能力極限的大幅提升，意味著(zhù)量子計算機可以分析更多數據。比如，實(shí)現精準的天氣預報，躲避颶風(fēng)海嘯；計算優(yōu)化的出行線(xiàn)路，讓城市減少堵車(chē)；識別有效的分子組合，降低藥物的研發(fā)成本和周期；甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。
潘建偉預測，希望能通過(guò)５－１０年的努力，實(shí)現數百個(gè)量子比特的相干操縱，屆時(shí)對特殊問(wèn)題的處理能力，將是現在計算能力總和的１００萬(wàn)倍。在求解材料設計、化學(xué)研究、物理研究等方面特別需要、特別有用的問(wèn)題上，真正超越“超級計算機”，最終還將拓展到量子人工智能領(lǐng)域。
第二次量子信息革命加速到來(lái)，中國“量子人”將做什么？
信息技術(shù)的發(fā)展，很大程度上是量子力學(xué)奠定了根本的基礎。通過(guò)對量子力學(xué)理論的觀(guān)測和應用，催生了第三次產(chǎn)業(yè)變革，同時(shí)也帶來(lái)了兩個(gè)問(wèn)題。
一是安全性的問(wèn)題。信息傳輸過(guò)程中，所有依賴(lài)計算復雜度的經(jīng)典加密算法，原則上隨著(zhù)計算能力的提高，都是會(huì )被破解的。信息安全的瓶頸日益凸顯。
二是大數據帶來(lái)的計算能力瓶頸。要把數據中的有效信息提取出來(lái)，需要龐大的計算能力，否則數據就是垃圾。盡管現在每部手機的計算能力和當時(shí)“登月計劃”中用到的是同等量級，但現在全世界的計算能力仍然是非常有限的，大約在２的８０次方左右。進(jìn)入納米量級后，量子效應將起到主要的作用，原有的摩爾定律也將遇到瓶頸。
“非常有意思的是，量子力學(xué)同時(shí)為解決這些問(wèn)題做好了準備，第二次量子信息革命正在加速到來(lái)”。潘建偉說(shuō)，量子信息學(xué)將有三方面的應用：第一是利用量子通信提供原理上無(wú)條件安全的加密；第二是利用量子計算實(shí)現超快的計算能力，一個(gè)億級變量的方程組計算，用現在最快的超級計算機也需要１００年，而用量子計算機只需要０．０１秒；第三是實(shí)現量子精密測量。
對于量子時(shí)代的科學(xué)應用，中國“量子人”團隊有著(zhù)明確的科研路線(xiàn)圖：通過(guò)量子通信研究，從初步實(shí)現局域量子通信網(wǎng)絡(luò )，到實(shí)現多橫多縱的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò )；通過(guò)量子計算研究，為大規模計算難題提供解決方案，實(shí)現大數據時(shí)代信息的有效挖掘；通過(guò)量子精密測量研究，實(shí)現新一代定位導航等。
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