对于下一代量子计算技术,你需要认真了解的几点建议

产业资讯 量科网 2021-07-28 22:57

(本文原作者为Classiq联合创始人兼首席技术官Yehuda Naveh博士)

量子计算将对许多行业产生结构性影响,研究团队将利用量子计算解决他们以前无法解决的难题。CB Insights表示,量子计算将重塑人工智能,并改变医疗和金融等行业。不使用量子技术的人工智能和云计算公司将不会继续留在这个行业。然而,尽管量子有如此强大的力量和前景,但它在今天仍然是有限的。

目前的量子计算机只能处理少量的量子比特。这些量子机器是嘈杂的,这意味着它们不能在不破坏计算的情况下进行很长时间的计算。与此同时,大规模量子计算机是不可能用经典计算机来模拟的,如果你能模拟数千比特的量子计算机,你就不需要建造量子计算机了。

那么,业务部门的领导、首席信息官、首席技术官或其他高管如何才能在不受损失的情况下开始使用量子技术呢?这里有一些关于如何做到这一点的建议。

调整你的预期

对技术不切实际的期望最终会导致幻灭。人工智能已经起飞,但正如《科学美国人》的一篇文章所指的那样,早期人工智能的繁荣让位于被称为“人工智能冬天”的衰退。当幻灭感开始出现,资金也减少了。虚拟现实可能正在起步,但几十年来它一直在努力克服不现实的期望。

要让领导层明白,量子技术不能解决公司的所有问题,但要向他们解释,量子技术在某些事情上是有帮助的。创建一个团队来解决最困难的计算问题,也许让你的公司在高性能计算上花了很多钱,其实可以探索量子计算机是否能更快地完成这项工作。

量子供应商有时会谈论到“量子霸权”,一般是指处理某些问题的计算能力大大超过了经典计算机,在传统计算机上解决这些问题可能需要数十亿年。这很好,但即使量子计算机的性能只比今天经典计算机的性能提高了50倍,这也可以转化为有意义的竞争优势。

估计一下要运行的算法对目前的量子计算机来说是否太大了。没有人用TRS-80电脑进行桌面排版。世界不得不等到有一台足够大的、高分辨率的彩色电脑,才能进行桌面排版。要知道,同样的成熟度曲线也适用于量子计算。金融服务公司希望有一个非常精确的期权定价功能。我们最好的回应是向他们展示10量子比特、50量子比特和500量子比特量子计算机的精确程度。

考虑混合的方法

一些为量子设计的算法还无法使用,是由于目前只有很少量子比特、噪音更大的量子计算机导致的局限性。化学家们希望使用量子相位估算法来更好地理解分子之间的相互作用,但是由于目前量子计算机的局限性,人们转而采用变分量子本征求解器(VQE),这种方法在经典计算机的帮助下,可用更少的量子比特来完成任务。

不要假设所有的量子应用案例都是100%的纯量子,经典和量子有很大的合作空间。传统计算机擅长在现有网络上进行通信,从外部存储器读取数据并执行计算。量子处理单元可以完成传统中央处理器的计算任务。把算法分为经典算法和量子算法有很大的价值,要准备好采取这种混合的方式。

这就好像你家里有一台电脑,它可以通过USB接口进行通信并运行操作系统。但是你有一个图形处理单元(GPU)来处理3D图形。CPU和GPU协同工作能产生最佳的体验。所以,请选择支持混合算法的开发平台,但要确保平台也适合即将到来的更大数量的量子比特和改进的性能。

选择基于云计算的量子

一些公司购买量子计算机作为内部资源,这可能是个错误。不要把资源浪费在很快就会过时的量子计算机上。明年的量子计算机模型将比今年可用的模型有更多改进。

要等到量子计算机足够好了,再考虑是否要在公司内部使用。在那之前,利用量子计算云服务是个不错的选择,它将允许你租用量子计算的能力。这使你能够在不购买当今量子计算机的情况下开展量子研究,也允许使用不同供应商的量子计算机进行实验。

要明白这只是开始

许多技术的潜在应用和成功被大大低估了。几年前,以太网的发明者Robert Metcalfe就预言了互联网的迅猛发展和几近崩溃。数字设备公司(Digital Equipment Corporation)的创始人Ken Olsen却认为:“人们没有理由希望家里有一台电脑。”

这些人都很聪明,是各自领域的先驱。但正如Abraham Lincoln的名言所说:“预测未来的最好方法就是创造未来。”新的应用程序和用例通常在技术发明多年之后才会出现,并将以新的和更广泛的方式把技术引入到生活中。经典计算机、互联网和激光都是经历了这样的过程。

当大规模量子计算机可用时,它将扩大实验范围。这是新算法和量子计算用例的巨大潜力将成为现实的时候。要加入量子革命当中,但也要理解量子当前的极限。一个好的量子校准方法将使你在以后的量子工作中能处于更好的位置。它将支持你创造改变游戏规则的算法。这些算法将有助于你在量子世界取得成功和繁荣。量子革命将是巨大的,和所有革命一样,它不会在一天之内发生。(编译:Julien)