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曾氏集团董事长曾沛霖谈量子计算的应用及未来发展

曾氏集团董事长曾沛霖谈量子计算的应用及未来发展
2022年01月10日 17:02 新浪网 作者 有娱有料

  

  什么是量子计算?

  量子计算是一类遵循量子力学规律进行的高速数学和逻辑运算,取代了当今计算机系统中更简单的晶体管;是存储及处理量子信息的物理装置,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,它和相对论一起构成了现代物理学的理论基础。简单来说,量子计算就是一种遵循量子力学的规律调控数据的过程。

  量子计算研究的目标之一,是研究哪些问题可以用比传统计算机更快的量子计算机来解决,以及加速的幅度有多大。研究结果显示,量子计算有望解决在地球上所遇到的最大挑战 - 环境、农业、医疗保健、能源、气候、材料科学领域,以及我们尚未遇到的其他领域方面的问题。

  在2017年5月3日,首台光量子计算器于中国诞生,2021年10月,中国成功构建113个光子144模式的量子计算原型机“九章二号”,求解高斯玻色取样数学问题比目前全球最快的超级计算机快10的24次方倍(亿亿亿倍),展示中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家,标志着国內量子计算进入世界领先水平,国内量子技术的突破也迎来新的转折点。

  量子计算的好处

  提升算力

  传统计算机的计算过程随着处理数据位数的增加所面临的困难线形增加,要分解一个129位的数字需要1600台超级计算机联网工作8个月,而要分解一个140位的数字所需的时间要几百年。但是利用一台量子计算机进行量子计算时,同样的工作量在几秒内就可得到结果。其原因在于量子计算机处理数据不像传统计算机那样分步进行,而是同时完成,这样就节省了不少时间,适于大规模的数据计算。

  降低能耗

  随着信息产业的高度发展,所有的电子器件都朝着小型化和高集成化的方向发展,而作为传统计算机物质基础的半导体芯片由于晶体管和芯片受材料的限制,体积减小是有限度的。而每个量子元件尺寸都在原子尺度,由它们构成的量子计算机,不仅运算速度快,存储量大、功耗低,体积还会大大缩小。

  量子计算的应用

  加速新药开发

  量子计算可应用在医疗和疫情控制方面,致病病原体通常含有负责传播感染的特定蛋白质,阻断这些蛋白质是阻止疾病的关键。药物发现过程的早期阶段包括识别小分子,这些小分子可以通过与这些蛋白质结合来阻止它们。然而,要评估的分子数量几乎是无限的,而只有一小部分分子会与蛋白质结合。目前的数据库搜索解决方案只能审查多达数千万个分子,而现有的过程至少需要两年时间。

  当中,Polaris就代表了一个初创企业的完美例子,它提供了与富士通互补的技能和技术,使每一方都能以敏捷和高效的方式合作。富士通和Polaris的解决方案在历史上需要花费数年的时间,现在只需几天就能审查数万亿个分子,比传统方式加速了10000倍,这成功将药物开发第一阶段的时间从24个月以上缩短到8个月。

  加速人工智能

  IDC数字宇宙报告显示,全球绝大部分信息数据产生于近几年,数据总量正在以指数形式增长。基于以前的计算需求,在如此庞大的数据面前,人工智能的训练学习过程将变得相当漫长,甚至无法实现最基本的人工智能,因为数据量已经超出了内存和处理器的承载上限,这大大限制了人工智能的发展。

  量子计算技术能够让人工智能加速,一个亿次的经典计算需要一百年,但用一个万亿次的量子计算,可能只需0.01秒的时间。量子计算机的应用将重新定义真正的超级计算能力的意义。同时,量子计算应用也将有可能解决人工智能快速发展带来的能源问题。

  加速金融发展

  中国量子计算技术可能有助于减少当今交易环境的复杂性,其组合优化能力可提高投资组合的多样化和重新平衡投资组合,以便更快地对市场状况作出反应。方法上,可以仔细选择其他额外资产进行投资,来降低持有资产的风险,无论是具有反相关回报(对冲)或不相关的回报(多样化)。

  量子计算在国内的发展

  量子计算技术是未来的科技发展主流,因此有“谁掌握了先进的科技,谁就可以制霸全球”之说。国内研发出“九章”号与“祖冲之”号,两者的出现让中国在量子计算和量子信息路上走到世界前列。“九章二号”把用30万亿年的计算时间极限压缩到1毫秒,还有“祖冲之二号”, 同步实现了光量子和超导量子的领先地位。而中国就成为了全球唯一一个成功掌握两种量子计算物理体系量子霸权的国家,下一个目标就是实现量子计算机的实用化。

  而早在2018年5月国内已推出量子计算的相关政策,针对量子计算的投资、科研力度不断地加大,更先后启动“自然科学基金”、“863”计划和重点研发项目和科技创新2030重大专项等科研项目,以大力推动量子计算的技术研发和产业化落地。同时,在国内已有不少的企业开展了量子计算的研究。

  腾讯

  2017年12月,腾讯宣布成立量子实验室,开始网罗量子相关的算法、通讯、量子物理等方面的人才,推动以技术服务实体产业。

  华为

  华为公司已研制出量子计算软件HiQ。这是华为量子计算研究技术使能平台和未来量子计算机软件解决方案,目前华为云已上线高性能、大规模量子线路模拟云服务,以及量子编程框架。

  阿里巴巴

  于2015年7月,阿里云与中国科学院共同成立“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”,开展量子计算的前瞻性研究。

  百度

  在2018年3月,百度宣布成立量子计算研究所,开展量子计算软件和信息技术应用业务研究。

  家族办公室曾氏集团董事长曾沛霖看量子计算与人工智能的关系及未来发展

  家族办公室曾氏集团董事长曾沛霖表示量子计算的运用对人工智能的发展是一次积极的跃进,目前在全球只有中国及美国实现了量子计算的应用,而中国除了有两大量子霸权外,量子运算的速度更是比美国快百亿倍。相信中国在量子计算机取得的成果,已具有跨时代意义,未来中国必将迎来科技大爆发时代。家族办公室曾氏集团董事长曾沛霖相信中国一旦将量子计算实用化,将全面实现产业升级,无论是大数据、云技术、天气预报还是药物分析与密码破译,都能够实现超快速计算,为中国科技带来巨大的变革。

  在量子计算与量子信息的共同影响下,人工智能的培训周期将会缩短,同时对应的功能和效率均能得到有效提升。对于家族办公室投资方向而言,曾氏集团董事长曾沛霖表示,国内量子计算的组合优化能力,可提高投资组合的多样化和重新平衡投资组合,能更加精确地规避开投资风险。

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