“我相信，人工智能的進(jìn)步與量子計(jì)算相結(jié)合，將帶來(lái)一場(chǎng)行業(yè)革命。”近幾十年來(lái)，計(jì)算界一直遵循“摩爾定律”。然而，隨著半導(dǎo)體行業(yè)接近物理極限，開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)的需求變得迫切起來(lái)。

　　【編者按】IBM研究院（IBM Research）院長(zhǎng)達(dá)里奧·吉爾（Dario Gil）教授處于量子計(jì)算革命的最前沿，這場(chǎng)革命即將從根本上改變我們的世界。在近日接受以色列媒體CTech的專訪中，他解釋了哪些挑戰(zhàn)推遲了這一夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)，為什么需要成為一個(gè)愛(ài)因斯坦才能理解量子計(jì)算，以及我們何時(shí)才能最終開(kāi)始使用量子計(jì)算。

　　以下為采訪文章編譯：在IBM發(fā)布的幾張圖片中，他們的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室看起來(lái)就像宇宙飛船的引擎室：明亮的白色房間，無(wú)數(shù)電纜從天花板垂到浮動(dòng)的地板上，上面布滿了通風(fēng)口。一排排金屬支架，上面懸掛著看起來(lái)像白色太陽(yáng)能熱水器的東西。在這些“熱水器”里，一場(chǎng)歷史性的革命正在醞釀。擁有超過(guò)一個(gè)世紀(jì)歷史的計(jì)算機(jī)巨頭IBM，正試圖通過(guò)贏得有史以來(lái)最艱苦、最昂貴和最有潛力的科學(xué)競(jìng)賽之一來(lái)重塑自己：開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)。“我們正生活在計(jì)算史上最激動(dòng)人心的時(shí)代。”IBM高級(jí)副總裁、公司研究部門負(fù)責(zé)人達(dá)里奧-吉爾說(shuō)。“我們正在見(jiàn)證一個(gè)類似于上個(gè)世紀(jì)40年代和50年代記錄的時(shí)刻，當(dāng)時(shí)第一批經(jīng)典計(jì)算機(jī)被制造出來(lái)。”這次談話幾周后，他的說(shuō)法得到了進(jìn)一步證實(shí)，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)宣布將物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給三位研究人員，他們的研究成為量子計(jì)算領(lǐng)域發(fā)展的里程碑。吉爾在全球物理學(xué)家和計(jì)算機(jī)工程師中擁有很大名望，正領(lǐng)導(dǎo)世界上最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)工作。

　　今年9月，當(dāng)吉爾對(duì)特拉維夫進(jìn)行短期訪問(wèn)并在IBM的會(huì)議上做開(kāi)幕演講時(shí)，大廳里擠滿了高級(jí)工程師，來(lái)自以色列頂尖大學(xué)的研究人員以及政府機(jī)構(gòu)的代表都被吉爾的演講所吸引。IBM研究院院長(zhǎng)達(dá)里奧·吉爾（Dario Gil）教授。圖片來(lái)源：Elad Gershgoren現(xiàn)年46歲的吉爾出生于西班牙，移居美國(guó)，在麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)并完成了博士學(xué)業(yè)，畢業(yè)后立即開(kāi)始在IBM工作，擔(dān)任一系列研發(fā)職位。自2019年以來(lái)，他一直領(lǐng)導(dǎo)該公司的研究部門，該部門在包括以色列在內(nèi)的21個(gè)地點(diǎn)擁有3000名工程師。

　　在他的管理下，2016年，IBM開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，向所有人開(kāi)放服務(wù)：如果你有一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題需要解決，可以去IBM量子體驗(yàn)網(wǎng)站，通過(guò)云計(jì)算遠(yuǎn)程訪問(wèn)其中一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，也許能收到答案。“量子計(jì)算不僅僅是一個(gè)極速計(jì)算機(jī)的名字。”吉爾說(shuō)。事實(shí)上，量子計(jì)算機(jī)不再是一臺(tái)使用所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)都采用的二進(jìn)制方法的超級(jí)計(jì)算機(jī)，而是一臺(tái)全新的機(jī)器，是從貝殼串、珠串、用于計(jì)算的條子，到基于齒輪的機(jī)械計(jì)算機(jī)、電子計(jì)算機(jī)，再到量子計(jì)算機(jī)的進(jìn)化史上的又一發(fā)明。吉爾解釋說(shuō)：“從本質(zhì)上說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)是一種自然模擬器，通過(guò)它可以模擬自然過(guò)程，從而解決以前無(wú)法解決的問(wèn)題。如果說(shuō)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)和信息的結(jié)合，那么量子計(jì)算就是物理和信息的結(jié)合。”

　　有了這種連接，就可能以前所未有的速度解決某類問(wèn)題：谷歌也在開(kāi)發(fā)一種量子計(jì)算機(jī)，2019年時(shí)便聲稱它已經(jīng)達(dá)到了“量子霸權(quán)”——這證明了量子計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更高效。谷歌的研究人員展示了量子計(jì)算機(jī)如何在200秒內(nèi)完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要一萬(wàn)年才能完成的計(jì)算。這一說(shuō)法后來(lái)被其他研究人員推翻了，他們提出了一種算法，可以讓傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在合理的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行同樣的計(jì)算。即便如此，谷歌的這次失敗也讓人們了解到量子計(jì)算機(jī)擁有的巨大能量。吉爾認(rèn)為：“量子計(jì)算機(jī)不會(huì)讓傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)變得多余：它們將共存，用于解決不同的問(wèn)題。這就像問(wèn)你如何從A地到B地：你可以步行、騎自行車、開(kāi)車或坐飛機(jī)。如果這兩點(diǎn)之間的距離是50千米，你不會(huì)選擇坐飛機(jī)，相應(yīng)的，這是一種適用于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的模式。但量子計(jì)算機(jī)可以讓你快速地飛到其他地方，甚至是月球上。”

　　量子計(jì)算能做什么？

　　“量子計(jì)算將使我們有可能破解一系列看似無(wú)法解決的問(wèn)題，從而改變世界。其中許多問(wèn)題都與能源有關(guān)。另一些則與開(kāi)發(fā)新材料有關(guān)。現(xiàn)代人傾向于認(rèn)為我們可用的材料是理所當(dāng)然的，但在過(guò)去，有些時(shí)代是由占主導(dǎo)地位的材料定義的，比如‘石器時(shí)代’、‘青銅時(shí)代’、‘鐵器時(shí)代’。量子計(jì)算將幫助我們開(kāi)發(fā)具有新特性的材料，因此，工業(yè)是第一個(gè)已經(jīng)在使用它的行業(yè)，特別是汽車工業(yè)：汽車制造商需要更好的化學(xué)物質(zhì)，以此生產(chǎn)更高效、更耐用的電動(dòng)汽車電池。對(duì)于一臺(tái)普通的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)巨大的任務(wù)，為了完成它，我們必須放棄準(zhǔn)確性，只滿足于近似的答案。但量子計(jì)算甚至可以在不進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的情況下，幫助快速開(kāi)發(fā)適合這項(xiàng)任務(wù)的材料。量子計(jì)算機(jī)在化學(xué)問(wèn)題上的效率也應(yīng)用于制藥業(yè)：研究人員使用這種計(jì)算機(jī)來(lái)檢驗(yàn)分子的性質(zhì)，從而加快新藥的開(kāi)發(fā)。此外，在化肥工業(yè)，量子計(jì)算將有助于開(kāi)發(fā)出生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)破壞環(huán)境的物質(zhì)。”吉爾說(shuō)。量子計(jì)算的用途并不局限于物質(zhì)世界。

　　“例如，對(duì)于金融行業(yè)來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行場(chǎng)景分析、風(fēng)險(xiǎn)管理和預(yù)測(cè)。從業(yè)者對(duì)這種可能的應(yīng)用途徑非常感興趣，這將為公眾顯著提高投資組合的表現(xiàn)。”與此同時(shí)，量子計(jì)算將促使一些行業(yè)重新規(guī)劃發(fā)展路徑，信息安全行業(yè)首當(dāng)其沖。現(xiàn)代的加密系統(tǒng)（主要是RSA，其開(kāi)發(fā)人員之一是以色列的Adi Shamir教授）是不對(duì)稱的：每個(gè)接收者發(fā)布一個(gè)代碼，允許發(fā)送給他們的信息被加密，其中包括兩個(gè)被加密的大素?cái)?shù)的乘積。要破譯加密的信息，這個(gè)產(chǎn)品必須在不知道初始數(shù)字是什么的情況下，被分解成因子。“完成這項(xiàng)任務(wù)，一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)需要計(jì)算多年，”吉爾解釋說(shuō)，“然而，量子計(jì)算機(jī)可能只需要幾秒鐘就能完成。”

　　這對(duì)整個(gè)計(jì)算行業(yè)都是一個(gè)真正的威脅，其背后的邏輯從上世紀(jì)70年代就已經(jīng)建立起來(lái)，而現(xiàn)在突然在它下面出現(xiàn)了裂縫。“一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)需要一萬(wàn)年才能解決量子計(jì)算機(jī)瞬間就能解決的加密問(wèn)題。這就是為什么量子計(jì)算機(jī)威脅到了網(wǎng)絡(luò)空間和加密世界，因?yàn)檫@是所有全球信息安全的基礎(chǔ)。這個(gè)例子與物理或自然無(wú)關(guān)，而只與量子計(jì)算機(jī)更強(qiáng)、更快的計(jì)算能力有關(guān)。”

　　違反了所有直覺(jué)規(guī)律的電腦

　　要理解量子計(jì)算機(jī)的威力，首先必須打破“量子計(jì)算”這個(gè)概念。第一步是忘記比特和二進(jìn)制，停止用1和0的概念來(lái)思考。理解量子計(jì)算的關(guān)鍵是認(rèn)識(shí)到這種二分法并不存在：量子計(jì)算依賴于一個(gè)被稱為量子位（qubit）（quantum bit的縮寫）的基本信息單位，而不是比特。量子位同時(shí)是1、0和介于兩者之間的所有東西。現(xiàn)在來(lái)解釋量子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論，它似乎是違背常識(shí)的。“量子理論使得解釋非常非常小的粒子的行為成為可能。”吉爾解釋道，“在學(xué)校里，我們看到的是一個(gè)看起來(lái)像行星的原子模型，原子核和電子在周圍移動(dòng)，但在20世紀(jì)初，這個(gè)模型被證明不是很準(zhǔn)確。”

　　當(dāng)馬克斯·普朗克（Max Planck）和阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）等物理學(xué)家意識(shí)到，在此之前被物理學(xué)視為“波”的光，也表現(xiàn)為粒子，這種粒子的能量只能用“量子”躍遷來(lái)描述，也就是離散數(shù)據(jù)包。在隨后的幾十年里，這個(gè)理論得到了越來(lái)越多的發(fā)展，并被證明可以有效地描述粒子世界中的各種現(xiàn)象。然而，即使在今天，它的深層含義仍然不為人知。例如，一個(gè)粒子存在于多個(gè)地方。根據(jù)量子理論，在兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的粒子在這之間所有路徑上同時(shí)運(yùn)動(dòng)，這種狀態(tài)被稱為“疊加”。并不是我們不知道它的確切位置，而是它沒(méi)有確切位置。

　　相反，它有一個(gè)共存的可能位置的分布。換句話說(shuō)，現(xiàn)實(shí)不是確定的，而是概率的。這并不是量子理論帶來(lái)的唯一難題。另一個(gè)令人困惑的概念是“量子糾纏”，在這種情況下，幾個(gè)粒子表現(xiàn)出相同的物理值，并對(duì)其中一個(gè)粒子的變化同時(shí)作出反應(yīng)，即使它們彼此相距很遠(yuǎn)。吉爾建議把它想象成拋兩個(gè)硬幣：任何學(xué)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的人都知道，得到“正面”或“反面”的概率是獨(dú)立的。但在量子模型中，如果硬幣（也就是粒子）是纏繞在一起的，那么扔其中一個(gè)硬幣會(huì)在另一個(gè)硬幣中產(chǎn)生相同的結(jié)果。“愛(ài)因斯坦不相信纏繞，他討厭這些表現(xiàn)形式。”吉爾笑著說(shuō)。

　　影響結(jié)果的測(cè)量？現(xiàn)實(shí)不是絕對(duì)的，而是統(tǒng)計(jì)的？粒子即使在無(wú)限遠(yuǎn)處也能成為“雙胞胎”粒子？很多人覺(jué)得這些想法聽(tīng)起來(lái)是令人困惑、難以理解以及違反直覺(jué)的。“接觸量子理論而不感到震驚的人，都沒(méi)有理解它。”物理學(xué)家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）說(shuō)。他與愛(ài)因斯坦是同時(shí)代人，也是死敵，因?qū)υ摾碚摪l(fā)展的貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)（愛(ài)因斯坦對(duì)玻爾理論的解釋持保留意見(jiàn)）。

　　另一位因?qū)α孔永碚摰呢暙I(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）對(duì)此評(píng)論道：“如果你認(rèn)為自己已經(jīng)理解了量子理論，那你就沒(méi)有。”費(fèi)曼也是量子計(jì)算之父：他想要模擬粒子的行為，但由于理論的概率性質(zhì)，想要進(jìn)行這種模擬的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要大量計(jì)算，因此模擬變得不切實(shí)際。

　　“費(fèi)曼和其他物理學(xué)家一樣，認(rèn)為計(jì)算領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂跀?shù)學(xué)，離自然太遠(yuǎn)了，物理學(xué)可以與信息世界聯(lián)系得更緊密。”吉爾解釋道，“在1981年的一次具有歷史意義的演講中，費(fèi)曼聲稱，沒(méi)有任何東西可以幫助傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)處理粒子模擬，因?yàn)樽匀徊皇莻鹘y(tǒng)的。他說(shuō)，‘如果我們想模擬自然，我們需要一臺(tái)以量子方式像自然一樣行動(dòng)的機(jī)器。’”1998年，這一設(shè)想實(shí)現(xiàn)了，第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)在英國(guó)牛津大學(xué)建成。

　　量子計(jì)算機(jī)利用量子理論那些我們還沒(méi)有完全理解的特性來(lái)執(zhí)行計(jì)算操作。在普通計(jì)算機(jī)中，信息的基本單位是“位”，它可以有兩個(gè)值：0或1；使用這些比特可以執(zhí)行任何可以想象到的計(jì)算——盡管其中一些計(jì)算可能需要很長(zhǎng)時(shí)間。在量子計(jì)算機(jī)中，由于量子疊加，量子位代表的不是一個(gè)絕對(duì)值，而是值的分布。吉爾解釋說(shuō)：“你可以把它想象成一個(gè)多維度的問(wèn)題：1和0只是兩個(gè)端點(diǎn)，比如硬幣的兩極，但它也可以有側(cè)向傾斜。”

　　使用統(tǒng)計(jì)方法可以檢查量子位的狀態(tài)并獲得有用的結(jié)果。這種概率方法并不適用于所有問(wèn)題，但在解決某些問(wèn)題時(shí)，它比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)尋找絕對(duì)答案的效率要高得多。“量子糾纏效應(yīng)也有可能使量子位相互影響。”吉爾說(shuō)。由于每個(gè)量子位代表了整個(gè)可能性域，每增加一個(gè)量子位，量子位之間可能的連接數(shù)量就會(huì)以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)（另一方面，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中，位的增加是線性的）。目前，IBM保持著量子位的紀(jì)錄：去年，它發(fā)布了一款具有127個(gè)量子位的量子處理器。IBM聲明其目標(biāo)是今年推出一款具有433個(gè)量子位的處理器，明年推出一款具有1021個(gè)量子位的處理器。

　　IBM的量子系統(tǒng)Quantum System One。“比外太空冷三攝氏度”

　　這個(gè)野心看起來(lái)很狂妄。事實(shí)證明，“建造一臺(tái)像自然一樣運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器”是一件非常復(fù)雜的事：量子位對(duì)外界影響非常敏感，這使得建造一臺(tái)計(jì)算機(jī)非常復(fù)雜且代價(jià)昂貴。吉爾解釋說(shuō)：“量子計(jì)算機(jī)非常強(qiáng)大，但同時(shí)也非常微妙，它利用了自然界中發(fā)生的物理過(guò)程，但這種過(guò)程是相互聯(lián)系、相互影響的一個(gè)系統(tǒng)，這也可能導(dǎo)致對(duì)結(jié)果的破壞：如果外部世界的能量進(jìn)入內(nèi)部，并連接到量子位，將使它們表現(xiàn)得像普通比特，從而失去量子計(jì)算的獨(dú)特能力。因此，量子計(jì)算機(jī)必須與整個(gè)環(huán)境隔離。最大的挑戰(zhàn)是建立一個(gè)與外界充分隔離，但又不過(guò)于隔離的系統(tǒng)。”

　　當(dāng)我試圖弄清建造一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的成本是多少時(shí)（IBM已經(jīng)建造了40臺(tái)量子計(jì)算機(jī)），吉爾沒(méi)有給出明確的答案，但講述了一些建造的細(xì)節(jié)：“建造一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)有幾種不同的方法，IBM選擇了低溫方法，即深度冷凍，并使用超導(dǎo)體。計(jì)算機(jī)的溫度接近絕對(duì)零度：外殼底部的溫度是零下273攝氏度——比外太空的溫度低3攝氏度，比絕對(duì)零度高不到1攝氏度。溫度應(yīng)該接近絕對(duì)零度，但不能達(dá)到絕對(duì)零度，因?yàn)槟菢泳蜎](méi)有任何運(yùn)動(dòng)，甚至原子也不會(huì)運(yùn)動(dòng)。”這個(gè)冷卻和保護(hù)外殼的形狀類似熱水器，里面有一個(gè)計(jì)算單元，吉爾和他的團(tuán)隊(duì)給了它一個(gè)綽號(hào)“吊燈”。

　　“在保護(hù)層內(nèi)部有一個(gè)裝有處理器的圓柱體。即使只有一小部分能量粒子進(jìn)入計(jì)算機(jī)，從字面上看就是一個(gè)零頭，它也足以破壞結(jié)果。”吉爾澄清說(shuō)。高靈敏度和由此產(chǎn)生的保護(hù)要求，意味著量子計(jì)算機(jī)相當(dāng)笨重：在試圖包含越來(lái)越多量子位的最新型號(hào)中，機(jī)箱已經(jīng)達(dá)到了幾米的高度。在某種程度上，它讓人想起第一代傳統(tǒng)電腦，看起來(lái)像巨大的櫥柜。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)越來(lái)越小，直到今天，我們把數(shù)百萬(wàn)倍的計(jì)算能力塞進(jìn)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能手機(jī)。

　　但在量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展中，我們不能期望類似的過(guò)程。“量子計(jì)算機(jī)需要獨(dú)特的條件，不能在一個(gè)簡(jiǎn)單的終端設(shè)備產(chǎn)生，這一條件在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)不會(huì)改變。”吉爾解釋說(shuō)，“我相信量子計(jì)算將是一種我們可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)的服務(wù)，就像我們今天訪問(wèn)云服務(wù)一樣。它的工作原理將類似于IBM今天已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能：計(jì)算機(jī)與我們坐在一起，我們使它能夠訪問(wèn)“大腦”并接收信息。自2016年以來(lái)，我們制造了40臺(tái)計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在有20臺(tái)可供公眾使用。全世界大約有50萬(wàn)用戶已經(jīng)使用了我們建造的量子計(jì)算機(jī)，大約有1000份相關(guān)科學(xué)出版物已經(jīng)出版。”

　　谷歌和微軟的競(jìng)賽正在白熱化

　　IBM不是唯一一家參與量子計(jì)算競(jìng)賽的公司，但吉爾對(duì)自己領(lǐng)導(dǎo)這場(chǎng)競(jìng)賽的能力充滿信心。根據(jù)他的說(shuō)法，大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只擁有整個(gè)系統(tǒng)的一部分，但沒(méi)有一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)可以用來(lái)解決問(wèn)題。谷歌是這場(chǎng)競(jìng)賽中強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，它還允許遠(yuǎn)程訪問(wèn)其量子計(jì)算服務(wù)——谷歌量子AI；微軟也努力在其云平臺(tái)Azure上提供類似的服務(wù)。與此同時(shí)，量子計(jì)算是一個(gè)“紙上談兵”的承諾。

　　這場(chǎng)革命的理論基礎(chǔ)早在40年前就已經(jīng)奠定，第一個(gè)證據(jù)早在20多年前就提出了，整個(gè)行業(yè)在這個(gè)領(lǐng)域的討論已持續(xù)好幾年，但它還沒(méi)有能服務(wù)于普通人。“如果你回到20世紀(jì)40年代，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)計(jì)算機(jī)被發(fā)明出來(lái)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)同樣在那個(gè)時(shí)候，新發(fā)明的用途和優(yōu)勢(shì)也不清楚。那些看到第一代計(jì)算機(jī)的人說(shuō)，‘哦，太好了，你可以用它在戰(zhàn)爭(zhēng)中破解加密機(jī)器的密碼，甚至可能計(jì)算彈道導(dǎo)彈的路線，就是這樣。誰(shuí)會(huì)用它呢？沒(méi)有人。同樣，量子計(jì)算的成功將取決于它的用途：編程有多容易，用戶群體有多大，人才數(shù)量有多少。量子革命將由一個(gè)團(tuán)體領(lǐng)導(dǎo)，這就是為什么這個(gè)領(lǐng)域的教育如此重要：我們需要越來(lái)越多的聰明人開(kāi)始思考‘我如何使用量子計(jì)算來(lái)推進(jìn)我的領(lǐng)域’。”

　　“量子計(jì)算的民主化階段開(kāi)始了，這將允許任何人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，而無(wú)需是該領(lǐng)域的高級(jí)程序員。這表明將有可能用1或0的經(jīng)典語(yǔ)言編寫一個(gè)問(wèn)題或任務(wù)來(lái)使用它。”這就是為什么我們現(xiàn)在已經(jīng)看到了更多量子計(jì)算能力的應(yīng)用。“也有很多初創(chuàng)公司并沒(méi)有真正致力于建立量子計(jì)算機(jī)，而是專注于各個(gè)組成部分（例如，以色列公司Quantum Machines），它為量子計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)硬件和軟件系統(tǒng)，去年7月被創(chuàng)新管理局（Innovation Authority）選中建立以色列量子計(jì)算中心（Israel Quantum Computing Center）。

　　這些公司的活動(dòng)創(chuàng)造了一個(gè)全新的生態(tài)系統(tǒng)，從而促進(jìn)了該行業(yè)的發(fā)展，就像今天在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所發(fā)生的一樣。IBM也不會(huì)只依靠自己：我們希望從這個(gè)領(lǐng)域的聰明人的創(chuàng)新中受益，當(dāng)然也包括以色列。”“我確信量子計(jì)算的大爆炸將在這十年發(fā)生。我們IBM的雄心是在未來(lái)三年內(nèi)展示‘量子霸權(quán)’。我相信，人工智能的進(jìn)步與量子計(jì)算相結(jié)合，將帶來(lái)一場(chǎng)行業(yè)革命，就像英偉達(dá)在其市場(chǎng)上所做的那樣（英偉達(dá)為游戲電腦開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的處理器，這使它成為營(yíng)收最快達(dá)到10億美元的芯片公司）。量子計(jì)算可以在行業(yè)中產(chǎn)生巨大的價(jià)值。這是非常困難的，但我相信，我們將在這十年看到它的發(fā)展。”

　　諾獎(jiǎng)為量子計(jì)算的發(fā)展打開(kāi)了局面

　　幾十年來(lái)，量子計(jì)算一直激發(fā)著研究人員的想象力，但直到現(xiàn)在，它都沒(méi)有離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室的局限。然而，諾貝爾獎(jiǎng)授予該領(lǐng)域的三位研究人員表明，這一愿景正在成為一場(chǎng)真正的革命。法國(guó)的阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國(guó)的約翰·克勞瑟（John Clauser）和奧地利的安東·澤林格（Anton Zeilinger）因他們自20世紀(jì)70年代以來(lái)分別進(jìn)行的研究而獲獎(jiǎng)，他們研究了量子糾纏現(xiàn)象，證明了量子糾纏的存在，并為其技術(shù)應(yīng)用鋪平了道路。諾貝爾獎(jiǎng)授予量子糾纏研究人員，證明了量子計(jì)算不僅僅是一部分物理學(xué)家的腦力鍛煉，對(duì)投資該領(lǐng)域發(fā)展的公司來(lái)說(shuō)也是一個(gè)決定性的時(shí)刻。

　　之所以做出這樣的決定，是因?yàn)樗麄兯幍氖澜绨l(fā)生了根本性的變化：近幾十年來(lái)，計(jì)算界一直遵循“摩爾定律”，該定律預(yù)測(cè)計(jì)算機(jī)處理器中晶體管的密度每?jī)赡攴环源颂岣哌@些芯片的計(jì)算能力。然而，隨著半導(dǎo)體行業(yè)接近物理極限（超過(guò)這個(gè)極限就不可能在一個(gè)芯片上塞進(jìn)更多的晶體管），開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)的需求變得迫切起來(lái)。這些數(shù)字也預(yù)示著該領(lǐng)域正在發(fā)生的一些變化。

　　在2020年，量子計(jì)算市場(chǎng)的規(guī)模還不到5億美元。但在2021年底，研究公司IDC發(fā)布了一項(xiàng)研究預(yù)測(cè)，到2027年，該市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到86億美元，該領(lǐng)域的投資將達(dá)到160億美元（相比之下，2020年為7億美元，2021年為14億美元）。IBM首席執(zhí)行官阿溫德·克里希納（Arvind Krishna）最近也估計(jì)，到2027年，量子計(jì)算將成為一個(gè)真正的商業(yè)產(chǎn)業(yè)。

　　編輯：黃飛