为即将到来的量子计算革命做准备

产业资讯 量科网 2021-06-04 08:38

一些专家表示,量子计算凭借超快分析和处理大数据集的能力,有望在一些方面实现变革性进步,例如用在新药和疫苗研发、金融投资组合优化以及保护存储和传输的个人信息安全。

商业咨询公司Capgemini的一个部门副总裁Satya Sachdeva预测,量子计算仍处于早期发展阶段,但它将在未来5到10年内迅速发展。他说:“量子计算市场预计将从2020年的3.2亿美元增长到2024年的约8.3亿美元......直到2025年它都会保持相对较小的规模,但在2025年之后将呈现指数级的增长。”

量子计算最近已发展到一个过渡阶段,该技术已从理论研究推进到成为了公认的工程学科。IT咨询公司UST的数据工程主管Sripathi Jagannathan表示:“像D-Wave Systems和Rigetti Computing这样的初创公司,它们已在量子处理器和量子软件套件的设计开发方面取得了长足的进步。”

他还观察到公共云服务上量子计算平台的可用性正在不断提高,这有助于推动该技术向前发展。Jagannathan说:“Amazon Braket和Azure Quantum显着降低了进入门槛......虽然目前还没有流行任何真正的量子应用,但这只是很短时间内的问题。”

虽然量子计算的许多技术方面仍不清楚如何发展,但越来越多的观察家认为,该技术将以协处理器的形式出现,其运作方式与GPU目前能支持某些类型的计算大致相同。IT咨询公司德勤(Deloitte Consulting)的新兴技术研究总监Scott Buchholz说:“如果情况确实如此,那么我们可能会看到CPU、GPU和QPU(量子处理器单元)同时在数据中心运行,它们为不同形式的任务提供专用和通用的处理能力”。

他还认为,对许多用例来说,向量子计算的转变应该是渐进的。就好像GPU的使用历史,随着时间的推移已从早期的图形处理发展到了现在可以辅助CPU运算、用在了AI/ML等用途一样。

卡内基梅隆大学的泰珀商学院(Tepper School of Business)运营管理教授Sridhar Tayur同意这一观点。他说:“这种变化将是渐进式的,最开始仅限于应用在一些狭窄的范围......当量子技术能影响到我们经济的许多方面时,就会到达一个临界点。”

但另一方面,一些用例可能会经历更快速的转变。Buchholz认为,如果能够以更快的速度去执行数量级的计算,这意味着就出现了真正的市场机会,这种转变可能就会变得更突然。这些用例可能包括材料科学、量子化学和某些金融服务问题等领域。

量子计算要取得成功主要的挑战在于这个技术本身。Jagannathan说:“与经典计算机相比,量子计算机使用的是量子比特,可以同时表示为0和1的叠加态。这种叠加状态赋予量子计算机强大运算能力,但它即使是与周围环境发生最轻微的相互作用也会造成失真......要纠正这些失真造成的错误就需要进行量子纠错 (QEC),量子纠错是一个非常巨大的挑战,而且目前进展比预期的要慢。”

量子技术还有一个重要且可能具有高度破坏性的能力。德勤(Deloitte)董事总经理兼网络与战略风险负责人Colin Soutar说:“除了有广泛的好处之外……还需要考虑网络犯罪分子有朝一日可能会用量子计算机去破解作为许多加密操作基础的公钥算法,例如加密或数字签名。” 

Soutar还表示道:“重要的是,企业应该仔细了解他们可能会面临的这种威胁风险,以便可以开始采取一些缓解措施。但不能一味地让安全问题掩盖量子计算带来的积极潜力。” 

量子计算将标志着一个重大的范式转变。Sachdeva建议想熟悉这种全新技术的企业可以先去使用量子计算模拟机,进行这些模拟为迎接量子计算的未来迈出一步可能是值得的。他说:“先行者将在知识产权、人才和技能方面获得真正的回报,因为他们将能够为自己和他们所处的行业创造出巨大的价值。” (编译: Qtech)