你聽過“量子技術(shù)”嗎?或許聽過，但也或許僅僅停留在聽過。
9月26日，百度舉辦了一場以“不可估量——百度量子計(jì)算科普課堂”為名、以量子計(jì)算為話題的直播活動(dòng)，百度研究院量子計(jì)算研究所所長段潤堯教授、中科院計(jì)算所研究生王子和B站知名科普類UP主汪振興在百度APP上三方互動(dòng)直播，為年輕人深入淺出地上了一節(jié)量子科普課。
這場超過15.3萬人觀看的直播，不僅全方位展現(xiàn)了百度在量子研究領(lǐng)域不斷探索的堅(jiān)定決心，也告訴大家“第二次量子技術(shù)革命”真的來了。
(百度不可估“量 ”—量子計(jì)算科普課堂”直播現(xiàn)場)
關(guān)于“智商稅”，“量子技術(shù)”表示不背鍋
說“第二次量子技術(shù)革命”要來了絕不是危言聳聽，僅僅一個(gè)九月，量子技術(shù)就動(dòng)作頻頻——9月12日，首個(gè)國產(chǎn)超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)在合肥上線;9月15日百度發(fā)布國內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái)量易伏，并提出了“??皆可量?”的愿景;9月22日，在北京舉行的2020創(chuàng)新之源大會(huì)上，清華大學(xué)副校長、中國科學(xué)院院士薛其坤在主題演講中深度剖析了未來量子技術(shù)。
究竟什么是“量子”?“量子”一詞來自拉丁語，意為“多少”。量子理論在當(dāng)時(shí)太具有革命性，以致物理界多年沒能接受。直到一批科學(xué)家門使用量子理論完成其他研究后，如愛因斯坦用量子理論去解釋一種叫做光電效應(yīng)的現(xiàn)象，玻爾在運(yùn)用量子理論成功地研究出一種描述原子結(jié)構(gòu)的新方法，量子理論的概念才被廣泛接受。
在百度量子計(jì)算科普課堂上，段潤堯接受介紹說，很多?覺得量?離我們還?較遙遠(yuǎn)，事實(shí)上，從?較宏觀的?度去看其實(shí)我們就活在?個(gè)量?世界??，“因?yàn)槲覀兠枋鲞@個(gè)世界?的就是量??學(xué)，量??學(xué)是?前為?我們對這個(gè)世界最準(zhǔn)確的?個(gè)刻畫。”
事實(shí)上也的確如此，大到量子衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射上天，小到醫(yī)藥、家電、化妝品，我們的生活其實(shí)離不開量子。這些年量子概念的火熱，但也成為了少數(shù)無良商販騙取錢財(cái)?shù)墓ぞ?。所以段潤堯教授也在直播中提醒大?ldquo;現(xiàn)在有那么多?說??在做量?計(jì)算，有那么多的所謂的量?的產(chǎn)品，但是我們?nèi)绾稳ヅ袛?所以了解量?的最直接的?個(gè)功能就是可以防?被忽悠。”
現(xiàn)在在某電商平臺(tái)上搜索“量子”，你能看的跳出來的一大堆“量子睫毛”、“量子水杯”、“量子能量盤”等等產(chǎn)品，像一款“量子能量盤”，它的產(chǎn)品介紹說是“人類量子科技最高結(jié)晶”，可以抗衰老、改善失眠甚至是打通人體微循環(huán)。
對于這些產(chǎn)品，“智能相對論”只能說“我讀書少，你別騙我”。
這也確實(shí)體現(xiàn)出有系統(tǒng)地去了解一些關(guān)于“量子科學(xué)”知識(shí)的必要性，正如段潤堯教授所說的“至少知道?些概念之后，可以判斷哪些事情是可能的，哪些事情是不可能的，也就可以保護(hù)好??的隱私和財(cái)富。”
走向“星辰大海”前，量子技術(shù)還要拐過三道彎
事實(shí)上，“量子技術(shù)，遠(yuǎn)沒到達(dá)‘飛入尋常百姓家’的地步”，即便是在技術(shù)應(yīng)用層面，理想與現(xiàn)實(shí)也有著巨大鴻溝。
段潤堯教授在百度量子計(jì)算科普課堂的一番感慨切中了量子技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，他說“從事量子計(jì)算研究20多年，有兩個(gè)‘沒想到’，一個(gè)是沒想到20多年過去了，理想的量子計(jì)算機(jī)還沒有造出來;另一個(gè)沒想到是，沒想到從當(dāng)初從事量子研究屈指可數(shù)的人數(shù)，到如今出現(xiàn)了大幅增長。”
但即便研究人數(shù)出現(xiàn)了大量增長，但仍然還是不夠，整體國內(nèi)量?計(jì)算的?才依舊處于稀缺狀態(tài)，目前來看制約量子技術(shù)發(fā)展的“三大因素”，技術(shù)人才的缺失占據(jù)首位。
在2018年時(shí)，*曾發(fā)表文章稱“全球只有1000名左右的研究人員真正了解量子計(jì)算”。雖然不知道當(dāng)時(shí)*是如何得出的這一數(shù)字，卻也真實(shí)地道出了量子計(jì)算領(lǐng)域人才短缺、“偽量子研究”、偽量子應(yīng)用魚龍混雜的現(xiàn)狀。
主要有幾個(gè)原因，一是“量子計(jì)算”太過前沿，準(zhǔn)入門檻高，難度大，因此就阻隔了大量學(xué)子投身其中的想法;另一個(gè)是因?yàn)?ldquo;量子計(jì)算”距離商用還太過遙遠(yuǎn)，“市場價(jià)值”又絆住了大量人才。
不可否認(rèn)確實(shí)如此，但量子計(jì)算卻也關(guān)乎著國家科技發(fā)展甚至是國家安全，所以不得不重視，在許多企業(yè)投入其中以后，這一情況有望出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，企業(yè)方承擔(dān)了部分人才培養(yǎng)的重?fù)?dān)，此次百度“量子計(jì)算科普課堂”就是由百度研究院量子計(jì)算研究所所長段潤堯教授攜手科普自媒體柴知道以及來自中科院計(jì)算所的王子和同學(xué)，這樣一個(gè)“年輕化”的搭配，就是因?yàn)榘俣认Ｍ梢砸鸶嗄贻p群體的共鳴，讓年輕人感受來自“量子計(jì)算”的魅力。
“科普課堂”內(nèi)容上，也是圍繞大家關(guān)心的量子計(jì)算概念、優(yōu)勢、量?計(jì)算機(jī)的使?、應(yīng)?現(xiàn)狀和突破，以及對?們未來?活的影響等多個(gè)話題，由淺至深地呼應(yīng)了年輕群體的喜好，為“人人皆可量子”打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
人才短缺之后則是資金短缺，真??銀的資源投?同樣也?常必要。好消息是現(xiàn)階段越來越多的巨頭企業(yè)開始參與其中，國內(nèi)像百度、華為等大企業(yè)都有了自己的量子計(jì)算研究機(jī)構(gòu)，這就為量子計(jì)算的發(fā)展打開了很多可能性。
最后，則是“耐心”，可能很多人會(huì)忽略這一點(diǎn)常識(shí)，但“耐心”確實(shí)發(fā)展“量子計(jì)算”不可或缺的基本素質(zhì)。
量子計(jì)算從誕生到現(xiàn)在，受制于各方面的原因，仍然處于研究階段，即便是現(xiàn)在討論量子計(jì)算的價(jià)值，也是在以未來10年、未來30年為單位討論，所以“耐心”成為必不可少的基礎(chǔ)素質(zhì)。
“耐心”也成為了一個(gè)衡量部分企業(yè)決心的標(biāo)準(zhǔn)，還是以百度為例，其2018年就成立了“量子計(jì)算研究所”，基本上每年都有一定成果，像前不久發(fā)布的云原生量子計(jì)算平臺(tái)“量易伏”也是國內(nèi)首個(gè)將量子計(jì)算與云計(jì)算的深度融合的“量子計(jì)算平臺(tái)”，算是將國內(nèi)“量子事業(yè)”推向了一個(gè)新的高度。
同時(shí)也體現(xiàn)出百度立志成為“量子技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)”的決心，在此之后“人人皆可量子”將不再只是愿景，以百度為代表的國內(nèi)巨頭企業(yè)，正在成為中國科研的中堅(jiān)力量。
這無疑是個(gè)好事，量子計(jì)算的發(fā)展，就需要更多類似百度這類有資金有實(shí)力的玩家進(jìn)入，共同推動(dòng)量子計(jì)算的前進(jìn)，正如此次百度所舉辦的“量子計(jì)算科普直播”，這樣的活動(dòng)顯然不嫌多，也只有通過這類科普、講解的形式，才能吸引更多有興趣的青少年學(xué)子加入其中。百度研究院量子計(jì)算研究所所長段潤堯教授在直播課最后說到“是不是我們在享受前?帶來的成果之時(shí)，也想著為后?做?些事情改變他們的?活。希望直播結(jié)束之后，能有更多同學(xué)開始思考量?之道!”
雖然現(xiàn)階段百度“量子計(jì)算”研究在國內(nèi)處于領(lǐng)先，但只有形成你追我趕之勢，量子計(jì)算才能真正獲得長足發(fā)展。
Get“量子計(jì)算”，讓我們看看它究竟能帶來什么？
“量子計(jì)算”是“量子科學(xué)”中的另一個(gè)重要研究方向，在百度百度量子計(jì)算科普課堂中段潤堯教授認(rèn)為“未來量?計(jì)算是將和AI?樣成為顛覆性效應(yīng)的?向”。
所謂量子計(jì)算，是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式，與傳統(tǒng)計(jì)算理論不同，它的運(yùn)行基于量子比特，利用量子疊加和量子糾纏等獨(dú)特的量子效應(yīng)進(jìn)行信息處理，可以極大提高計(jì)算效率，并克服了成本問題，也許將是邁向強(qiáng)人工智能的重要道路。
其影響規(guī)?？筛采w金融、醫(yī)藥、材料、生物技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能等眾多領(lǐng)域，因此，國內(nèi)外科技巨頭紛紛建立了量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室或者研究所專門發(fā)展量子計(jì)算技術(shù)。
具體而言，量子計(jì)算技術(shù)將會(huì)怎樣影響技術(shù)變革呢?
首先，量子算法將取代一些傳統(tǒng)算法，去完成一些“不可能”的任務(wù)。打個(gè)比方，使用傳統(tǒng)計(jì)算的方式去解讀“1+99”等于多少，答案將被很快呈現(xiàn)，但是反過來，如果問“100”是由哪些“元素”構(gòu)成，答案可能是“1+99”也可能是“2+98”或者“50+50”，答案很多，且這個(gè)“100”還可以被無限放大，“10000”或是“100000000”，這對于傳統(tǒng)計(jì)算而言就比較困難，若是使用量子計(jì)算，這些難題可能就會(huì)被迎刃而解。
這樣一來，對于許多傳統(tǒng)行業(yè)打破極限，或許就會(huì)起到重大助力，如百度發(fā)布的國內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái)“量易伏”，它就可以用于編程、模擬和運(yùn)行量子計(jì)算機(jī)，為量子基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)提供量子計(jì)算環(huán)境，可以用于量子化學(xué)模擬以及新藥發(fā)現(xiàn)等諸多領(lǐng)域，也讓“人人皆可量子”的愿景向前邁出了一大步。
其次，量子計(jì)算還將賦予人工智能突破性的改變，量?計(jì)算機(jī)?常善于做矩陣的運(yùn)算，也就使得它可以?常好地去處理?些機(jī)器學(xué)習(xí)的問題。“機(jī)器學(xué)習(xí)”實(shí)際上已經(jīng)存在了幾十年或者也可以認(rèn)為存在了幾個(gè)世紀(jì)，卻因?yàn)橛?jì)算能力的落后，很難在工業(yè)界找到使用價(jià)值，現(xiàn)在“機(jī)器學(xué)習(xí)”已經(jīng)如火如荼，這還是在計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)未改變的前提下，可以想象一旦“量子計(jì)算”讓我們獲得了更強(qiáng)大的計(jì)算能力，一個(gè)強(qiáng)大到我們無法想象的帶量子任務(wù)處理的強(qiáng)AI是不是足以令人期待?雖然這還非常遙遠(yuǎn)。
顯而易見的則是百度正在構(gòu)建的“量子生態(tài)”，將反哺人工智能和云計(jì)算，為新基建的發(fā)展增添動(dòng)能。
說了這么多，好像離“生活”都挺遠(yuǎn)的，那么除了影響工業(yè)變革，“量子計(jì)算”還能帶來哪些社會(huì)價(jià)值呢?
這個(gè)問題也是百度量子計(jì)算科普課堂中所探討的一個(gè)重點(diǎn)話題，段潤堯教授強(qiáng)調(diào)“我們做量?計(jì)算很?的原因之?就是去尋找它能為我們的?活帶來什么改變。當(dāng)量子計(jì)算來敲門，我們試圖具體來了解正在或?qū)⒁黄涓淖兊姆椒矫婷妗?rdquo;
“即便很多?覺得量?離我們還?較遙遠(yuǎn)，但事實(shí)上，從?較宏觀的?度去看其實(shí)我們就活在?個(gè)量?世界??，因?yàn)槲覀冎烂枋鲞@個(gè)世界?的就是量??學(xué)，所謂的經(jīng)典?學(xué)只是?個(gè)近似，而量??學(xué)才是?前為?我們對這個(gè)世界最準(zhǔn)確的?個(gè)刻畫。”
比如，在搜索領(lǐng)域，它能讓人們更加便捷、快速且精準(zhǔn)的獲取信息、資源;又或是在公益領(lǐng)域，AI尋人現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用，許多失散家庭因此得以團(tuán)聚，量子計(jì)算的能力可能能再一次提升尋人的準(zhǔn)確度，或許你需要尋找的人只要在公共場所出現(xiàn)過，就代表著被找到。
類似的能力，量子計(jì)算能做的還有很多，像段教授所說“大幅促進(jìn)密碼學(xué)、人工智能等方向的研究，對網(wǎng)絡(luò)安全、金融服務(wù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都將產(chǎn)生重要影響”?？傊?yàn)榱孔佑?jì)算的出現(xiàn)，給了我們巨大的想象空間。
總結(jié)
“量子計(jì)算”將會(huì)成為未來科技的引擎，已經(jīng)成為科技圈的一致認(rèn)同，但所謂“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。”我們相信，量子技術(shù)的明天，就像人工智能的今天，必將釋放出巨大力量。而正因?yàn)橛辛税俣冗@樣的公司努力推動(dòng)，才讓中國在量子技術(shù)方面有了“彎道超車”的可能，也許用不了多久，我們就能見證美國《華爾街日報(bào)》的那句話——“沉寂了一千年，量子技術(shù)使中國重回發(fā)明創(chuàng)新之巔”。
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文|佘凱文
來源|智能相對論(aixdlun)
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