谷歌量子计算将投入商用:这是未来最强大的云计算

                               
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全球第一款商用型量子计算机”的计算设备“D-Wave One”

3月，谷歌量子AI实验室科学家在《自然》杂志上发表文章指出：量子计算领域即将迎来历史性的里程碑，小型的量子计算机会在5年内逐渐兴起。7月，美国公布的《2016-2045年新兴科技趋势报告》量子计算机的许多技术堡垒已经开始被逐一攻克，在未来的5-15年里，世界可能出现一款有实用意义的量子计算机。

越来越多的企业认为处理某些重要任务时用量子计算机会快上几百万倍。软银新成立的Vison基金准备投资量子计算；IBM、微软也在发力；还有在这个领域较出名的创业公司D-Wave Systems都看好这套系统。到目前为止，量子计算机还没有用在任何商务活动中。

量子技术正在将人类带上新高度。近日，谷歌开始科学实验室、AI研究人员通过网络连接到量子计算机，并加速商酌如何将项目变成业务。谷歌的目标是鼓励大家为新技术开发工具、应用，最终将它变成更快、更强大的云计算服务。

据媒体获取的一份谷歌幻灯片演示稿显示：谷歌的量子硬件已完全暴露，包括其称为“胚胎量子数据中心”（Embryonic quantum data center）的新实验室。而另一个幻灯片则显示了“ProjectQ”项目的相关信息。（注：ProjectQ是在Python中实现的量子计算的开源软件框架，它允许用户使用强大而直观的语法在Python中实现其量子程序。作为一个开源项目，目标是鼓励开发者为量子计算机编写代码。）

                               
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Python的创始人Guido van Rossum

量子计算机（英语：quantum computer）是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备，通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。传统计算机的半导体是靠控制集成电路来记录及运算信息，而量子计算机则希望控制原子或小分子的状态，记录和运算信息。

与普通计算机相比，量子计算机不仅速度超快，而且能解决复杂得多的问题。1994年，贝尔实验室的专家彼得·秀尔（Peter Shor）证明量子计算机能做出离散对数运算，而且速度远胜传统电脑。因为量子不像半导体只能记录0与1，可以同时表示多种状态，如果把半导体比喻成单一乐器，量子计算机就像交响乐团，一次运算可以处理多种不同状况。一个40比特的量子计算机，就能在很短时间内解开1024位电脑花上数十年解决的问题。

这种通过改变原子和其他微小粒子的工作方式解决了很多计算机目前尚未解决的难题，但现阶段量子计算技术仍饱受争议。尽管如此，谷歌和IBM企图将这种技术商业化的做法直接促使了云计算市场新一轮的较量。

斯坦福大学量子计算研究人员彼得-麦克马洪（Peter McMahon）认为“谷歌正在搭建量子硬件，同时软件也采用相当开放的心态。未来的某个时间点，谷歌就会让量子计算成为真正的云计算服务”。

斯坦福大学量子计算研究人员彼得-麦克马洪（Peter McMahon）认为“谷歌正在搭建量子硬件，同时软件也采用相当开放的心态。未来的某个时间点，谷歌就会让量子计算成为真正的云计算服务”。

劳伦斯摩尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）科学家乔纳森-杜波依斯（Jonathan DuBois）则认为，谷歌目前的计划比较清晰，就是想让政府和研究人员能够免费使用这一技术。但是谷歌发言人尚未对此进行回应。不过像类似提供早起免费使用技术的做法很契合谷歌云的长期战略。

劳伦斯摩尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）科学家乔纳森-杜波依斯（Jonathan DuBois）则认为，谷歌目前的计划比较清晰，就是想让政府和研究人员能够免费使用这一技术。但是谷歌发言人尚未对此进行回应。不过像类似提供早起免费使用技术的做法很契合谷歌云的长期战略。

2014年，谷歌披露说它准备开发量子计算机，能与现有超级计算机并驾齐驱，或者更好。曾豪言这套系统在2017年年底之前就会证明自己的“霸权”。今年5月份，谷歌已推出一块芯片，名叫Cloud TPU，它以付费服务的形式租给客户以及免费提供给部分学术研究人员使用。此次被曝光的幻灯片，谷歌再次重申了这一预测。

                               
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与普通计算机相比，量子计算机不仅速度超快，而且能解决复杂得多的问题。从理论上讲，量子计算在加密方面很有前途，与现有机器相比，它可以让数据传输更安全，同时量子机器可以大幅减少计算时间，大大降低云服务价格。

不过量子计算机的体积更庞大，需要特殊维护，比如深度冷冻等问题，并不是所有企业都可以购买或者放进企业自己的数据中心，因此，目前用户能选择更好的使用方式便是通过互联网租用；另一方面，其高速的运算效率将提升云服务的竞争优势，若是按照分钟租用，这一优势将会极大的降低云服务的有效价格。这样，谷歌就可扭转目前的云服务产品落后于亚马逊、微软的局势。

                               
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多年来，谷歌投入了大量时间、人力和金钱开发量子计算机。对于量子计算机的商业化前景，谷歌表示：保守估计，量子计算的投资者预计只能在长期获得回报。但随着小型的量子计算机会在5年内逐渐兴起，短期的回报仍然是有可能的。

同时，谷歌指出了早期量子计算最可行的三个商业用途：量子模拟，量子辅助优化和量子采样。采用这些技术，可以让材料、金融、保健等行业从中受益。以材料学应用为例，通过量子计算进行建模，研究人员可以从数百万候选材料中选出更强的飞机聚合物材料，更高效的太阳能电池材料，更好的药品或更透气的面料。这些发现都具有巨大的商业价值。

                               
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代表性技术

实际上，量子计算的商业应用现象已经悄然开启。IBM3月已宣布：2017年将推出全球第一个商业化（收费的）量子计算云服务——IBM Q。该新系统可以为全球的研究人员服务，处理传统电脑无法解决的复杂计算，成为未来培育量子计算市场的关键。

                               
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实际应用

在不用多久，量子创业公司像雨后春笋般冒出尖头来。软银已新成立的Vison基金来准备投资量子计算，目前也有几家较为出名的家创业公司，如D-Wave Systems、Rigetti Computing等。Rigetti Computing为量子计算机开发设备和软件，已获得6900多万美元的融资，公司创始人查德·里格蒂（Chad Rigetti），认为未来，量子计算技术现在跟AI一样火爆。

附量子计算的发展历程：

2013年5月D-Wave 系统公司宣称NASA和Google共同预定了一台采用512量子位的D-Wave Two量子计算机。

2013年5月，谷歌和NASA在加利福尼亚的量子人工智能实验室发布D-Wave Two。

2013年6月，中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组，在国际上首次成功实现用量子计算机求解线性方程组的实验。同年发现了世界上稳定度最高量子内存，建构实用量子计算机更进一步。

2015年5月，IBM在量子运算上获取两项关键性突破，开发出四量子位原型电路（Four Quantum Bit Circuit），成为未来10年量子计算机基础。

2015年10月，新南威尔士大学首度使用硅制作出量子闸。

2016年8月，美国马里兰大学学院市分校发明世界上第一台由5量子比特组成的可编程量子计算机。

2017年5月，中国科学院宣布制造出世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机，研发了10比特超导量子线路样品，通过高精度脉冲控制和全局纠缠操作，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特多体纯纠缠，并通过层析测量方法完整地刻画了十比特量子态。

2013年5月D-Wave 系统公司宣称NASA和Google共同预定了一台采用512量子位的D-Wave Two量子计算机。

2013年5月，谷歌和NASA在加利福尼亚的量子人工智能实验室发布D-Wave Two。

2013年6月，中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组，在国际上首次成功实现用量子计算机求解线性方程组的实验。同年发现了世界上稳定度最高量子内存，建构实用量子计算机更进一步。

2015年5月，IBM在量子运算上获取两项关键性突破，开发出四量子位原型电路（Four Quantum Bit Circuit），成为未来10年量子计算机基础。

2015年10月，新南威尔士大学首度使用硅制作出量子闸。

2016年8月，美国马里兰大学学院市分校发明世界上第一台由5量子比特组成的可编程量子计算机。

2017年5月，中国科学院宣布制造出世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机，研发了10比特超导量子线路样品，通过高精度脉冲控制和全局纠缠操作，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特多体纯纠缠，并通过层析测量方法完整地刻画了十比特量子态。

接下来，就是你我一起来见证时代的新转折点！

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