FOMO的量子商用黎明

脑极体 2022-01-24

原标题:FOMO的量子商用黎明

身处快速动荡的变局之中,无论国家、企业还是个人,都或多或少有一种FOMO情绪,即fear of missing out,害怕错过。

有的焦虑并无必要,几天不网上冲浪,其实并不会真的错过什么八卦新闻。但有的事物却饱含着进步与变革,需要所有人的密切关注,就像曾经的互联网、AI,以及,正在从幻想走进现实的——量子计算。

从1931年普朗克提出量子概念的几十年来,“量子”一直是一种强大而神秘的技术,它深藏于全球顶尖学府和实验室,吸纳着动辄数十亿美元的庞大资金。而因为遥远,也很容易成为骗子的温床,这些年大家可没少听说量子床垫、量子水杯、量子速读之类的闹剧。

所以在谈及量子计算的商业化之前,有必要再再再强调一下,量子计算与经典计算的区别:

经典比特的状态是0或者1,而量子比特能够同时表示1和0,调控量子比特进行计算,能够指数级地提升计算速度。经典计算需要10亿年才能解决的问题,量子计算可以在几天甚至几小时内解决。但因为量子比特的状态(叠加和纠缠)极不稳定,通用量子计算机也存在环境敏感、易受干扰、错误发生频率高等问题。

目前,量子计算的应用领域主要集中在:1. 模拟,通过量子模拟化学反应,辅助优化,AI推理和模式识别等;2.通信,对通信安全加密,创建全球量子通信网络;3.感知,开发精确的量子传感器。

历史上,有很多技术没能在从实验室到商业化的转变中幸存下来,今天如火如荼的人工智能,也曾经历过数次低潮。显然,量子计算跨越了鸿沟。

IDC认为,2021年是量子计算行业的关键一年。总的来说,它变得:

更加普及,从只有科学家和研究人员使用,开始吸引数以百万计的开发者从云上访问;

更加实用,现在已经出现了数百个应用实例,覆盖从金融到出行等诸多国计民生行业;

竞争更加激烈,2021年科技巨头们几乎都在加速量子商业化布局。2021年7月微软的风投公司参与了初创公司PsiQuantum的4.5亿美元投资,11月,谷歌母公司Alphabet宣布要把量子科技团队Sandbox(“沙箱”)分拆出来,使其成为独立的量子技术公司,加快融资扩张……类似的动作还有很多

虽然技术层面仍然存在巨大挑战,但我们已经处于量子计算的商用黎明。随着量子计算商业化步伐的加速,对这一变革性技术保持一点FOMO,是必要且关键的。

那么,当我们FOMO,究竟应该关注些什么呢?

量子商业化浪潮,真的来了吗?

或许你会疑惑,这会不会又是一次“狼来了”,“量子FOMO”是否在消耗大众的情绪、传播并不成熟的技术价值?

这种担忧非常合理,我们不妨通过三个关键指标,来衡量一下量子计算是否真的具备商业可行性:

1.早期使用者的增多。

信息技术的发展,都是在军事和科研领域应用之后,由一批商业领域“先吃螃蟹的人”扩大的,从通讯、互联网、大数据、人工智能等莫不如是。其实早在2011年,D-Wave就发布了第一台商用量子计算机,但此前量子计算主要是被各种研究机构和高校使用。

而近年来,全球大型商业组织,比如宝马、大众、福特和戴姆勒等汽车企业,摩根大通等金融机构,医疗机构进行DNA测序、药物研发、化合物模拟等实验,都开始尝试引入量子解决方案。就在1月5日,美国的量子药物发现平台Tacchyon宣布与英国生物制药公司PhoreMost Limited合作研究下一代癌症疗法,通过量子计算确定疾病靶点,最快速找到小分子药物,可能让肿瘤很快得到治疗。

这些技术实践的探索,开始展现出量子计算解决以前无法解决的问题的现实能力。

2.创业先驱的出现。

技术浪潮也意味着全新的商业机遇,先驱者们会带着洞见、创意与财富梦想,从创业的第一天起就押注新技术,今天的BAT都曾是互联网浪潮的创业先驱。

如今,创业者们发出了明确的信号,开始使用量子计算解决企业级问题了。比如生物技术初创公司ProteinQure,使用量子加速AI来发现新药;日本软件公司Groovoutus发布了一项由D-Wave量子提供支持的商业服务,优化零售员工的日程安排和运输路线……

2021年,中国还出现了量子计算创新创业平台,为创业者提供资源对接、应用推广和学习交流的机会。这也说明,量子计算距离创业者的造富梦越来越近了。

3.生态系统兴起。

回顾第三次人工智能浪潮,会发现学术界和AI巨头的突破还不够,诸多独立软件供应商(ISV)等参与开发行业特定的技术解决方案,才是AI走进千行百业、助推AI产业化和产业AI化的动力来源。

目前,波士顿咨询集团(Boston Consulting Group)也已经扩大了其量子专家组,就量子计算向客户们提供建议;Gartner最近也将重点转向量子计算,发布越来越多何时以及如何开始使用量子系统的内容。就在今年2022年的1月12日,欧洲最大的咨询公司凯捷(Capgemini)也宣布推出量子实验室,并于IBM签署了一项协议,成为IBM Quantum Hub,以帮助客户参与到量子计算中来。

市场研究分析机构CB Insights在2021年12月的一份报告《The Big Tech In Quantum Report》,调查了美国五大科技巨头谷歌、微软、亚马逊、IBM和英特尔的量子计算发展现状及未来展望,发现科技巨头作为基础软硬件提供商,开放对多种量子计算机的远程访问。这相当于量子时代的“信息高速公路”,降低了ISV使用量子扩展业务的门槛和障碍。

从量子硬件到软件和服务,量子生态系统正在逐渐繁荣。

(加利福尼亚的 AWS 量子计算中心)

对于新兴技术来说,从实验室到商业化的转变,是“成败”的决定性时刻。

2017年,谷歌量子人工智能实验室(Quantum AI Laboratory)在《自然》杂志上发表了一份报告,认为不到五年的时间里,谷歌能够将量子计算机的访问商业化。

事实证明,量子计算的发展时间轴已经超出了预期。使用者、创业者、建设者等角色的增长,已经开始在助推量子计算产生真正的商业价值。根据麦肯锡预测,到2035年,全球量子计算市场可能达到1万亿美元。

截止目前,量子计算领域还没有一个明确的领导者,中国、美国和欧洲都在争夺领先地位,所以此时此刻,量子计算之于全球的意义也更加重要。

A new wave in power:指数增长的力量

如同AI走过的路程一样,量子计算正随着硬件、软件和算法的全面进步,性能显著提高;越来越多的云厂商开始提供量子访问,成本明显降低,这意味着,各行各业出现新的优势机会,许多行业的游戏规则也将被所改变。

企业量子软件公司Zapata曾发布了一份《企业量子计算采用的年度报告》,调查了300多家大型全球企业的CIO、CTO及高管,数据显示,74% 的高管认为要么尽快采用量子计算,要么面临永远落后的风险。而在已经开始构建量子能力的企业中,41%的人希望在未来两年内实现竞争优势,领先于同行。

当然,这个公司自己就是售卖企业量子软件的,调研结果不排除“自卖自夸”的情况。

我们还是通过一些真实的案例,来看看量子技术究竟能够在哪些领域对经济和生活产生影响。

领域一:物流运输。

在一些研究报告中,运输行业是所有行业中应用量子计算最高的领域。DHL 副总裁Justin Baird就说过,“量子可以提升我们从未见过的效率,无论是调度送货车还是打包垃圾箱,不会留下任何空余”。

在过去几十年中,物流运输行业的数字化、智能化水平得到了很大的进步,但依然存在许多经典计算难以解决的优化问题,尤其是在后疫情时代的供应链背景下,优化航运和物流网络的需求十分迫切。

比如UnitedParcel Service Inc.就推出了Quantum View Manage,该应用程序可以让企业更好地管理小型包裹,将生产力提高了 50% 至 60%。大众汽车也早在2017年就与D-Wave合作,在量子计算机上预测交通状况,然后优化出行线路,缩短拥堵时间。

对于个人来说,量子计算的应用除了能够让大家更好地追踪包裹快递之外,也能大大提高出行体验。福特公司和微软公司合作,对必应地图的路线推荐进行优化,数据显示,在高峰时段的西雅图市区,拥堵情况减少了70%以上。微软官网显示,这种大型路线优化的复杂任务在量子退火机上大约需要20秒就能完成,使用专门的硬件还可以进一步加速。

领域二:科学研发。

量子计算原本就在军用和基础研究领域发挥作用,之所以再次提到,是因为越来越多的商业潜力和新市场开始出现。比如2021年五角大楼的官员迈克尔·格里芬(MichaelGriffin)就提到,量子计算将推动通信卫星的安全加密,不依赖GPS信号的精确导航,美国宇航局还加护使用量子模拟为新航天器创造轻质耐用的材料等。这些任务都给出了量子计算继续发展的商业方向。

比如材料领域的研发。在碳达峰、碳中和的背景下,更清洁的能源、减少排放效率是各国的首要任务之一,而能源的优化应用也是一个复杂的大型工程,需要强大的计算机提供算力支持。至于材料开发,则超出了经典计算机的能力,这时候量子模拟就能够提供更大的算力支持,比如研发高温超导体、电池、催化剂等等。

迪拜水电局(DEWA)就正在与微软合作开发新的量子解决方案,作为迪拜10X计划的一部分,利用量子驱动的Azure服务,解决能源优化问题。埃克森美孚、英国石油公司等也与IBM达成协议,利用量子计算应对计算挑战,开发下一代能源和工业解决方案,提高效率并降低碳排放的潜在影响。

另一个能够造福世界的基础研发领域则是医疗保健。借助量子计算增强算法建模和计算能力,对于人类福祉有着显著的好处。主要包括:1.诊断协助,对患者进行早期、准确和快速的诊断;2. 精准医疗,通过定制的干预措施/治疗促进个人健康;3.成本控制,降低医保费用和医药价格。

2021年,克利夫兰诊所和IBM宣布了一项为期十年的合作,建立DiscoveryAccelerator,目标是将量子计算的功能用于下一代医学研究,加速医疗保健和生命科学的研究范围,发现解决COVID-19等公共卫生问题的新方法。瑞士制药商罗氏(Roche)则与英国剑桥量子计算公司合作,使用CQC的量子化学软件平台EUMEN,用于制造新型药物和专用材料。制药企业勃林格殷格翰与谷歌在量子计算领域,开启了为期三年的合作,用于加速药物创新和突破。

这些基础科学领域的量子应用,对于世界经济和人类生活将带来深远的影响。

领域三:金融。

在数据密集型环境中,需要功能越来越强大的计算机来进行处理分析。其中,金融行业就是典型的由大数据驱动的领域,近年来,量子计算在银行和金融服务业中越来越受欢迎。

应用场景之一,是通过量子加密确保交易安全。在英国,2021年的六个月内,犯罪分子通过欺诈总共窃取了7.539亿英镑。而通过量子金融系统,能够增强安全协议,将防止黑客网络攻击。

应用场景之二,是决策优化。交易、信用评分、风险管理等业务中,金融行业每天需要做出做出数百万个决策,使用量子计算来处理大量数据成为必然。量子计算可以帮助优化投资组合,更精准地适应市场变化,简化交易结算程序。

早在2017 年 8 月,澳大利亚联邦银行 (CBA) 就与 Telstra、新南威尔士州政府和新南威尔士大学合作,斥资 8300 万美元建立澳大利亚首个量子计算业务。2021年,高盛和QC Ware的研究人员设计了新的量子算法,性能优于用蒙特卡罗技术模拟的金融模型,将金融应用量子优势路线图向前推进了重要一步。

除此之外,量子计算在许多领域都有应用,比如广告营销、工业制造、商业咨询、材料化学等。可以肯定的是, 只要量子计算能够被更高效、更低成本地使用,帮助企业获得指数级增长,就会吸引商业公司的拥抱。这也证明了量子计算商业化潮流的必然加速。

但问题来了,只有极少数的企业能够自己构建通用量子计算机,那么量子计算想要扩大应用范围,还需要跨越哪些障碍?

跨越鸿沟:从实验室到生态丛林的惊险一跃

量子计算要实现商业化,必须克服的挑战有很多。

既有技术层面的,如前所说,量子比特容易受到扰动,要让错误降低,必须不断扩展量子比特数量。有业内人士认为,量子计算硬件要发展到1000个量子比特,可以系统执行纠错电路并被广泛采用,预计到2023年实现。

这一过程中,量子计算公司还需要研发更快的量子芯片,构建量子开发工具。这一点需要学术界和工业界的联合发力。因为在量子技术中,高校往往不具备最先进的硬件设计和制造能力,而工业界则缺少将量子科学转化为产品所需的深厚物理学专业知识。科学家和工程师的紧密合作,依赖于产学研用的精密配合,知识产权以的保护及激励措施。

(1998年到2020年的量子比特进展)

第二重挑战则是人才方面。

量子的硬件和软件方面都需要更多的人才,目前,专门研究量子算法的师资力量在全球范围内都比较稀缺。中国某企业量子实验室负责人也曾透露,招人是让他感到最耗费精力的事情,因为理论计算机科学研究人员很少,其中研究量子计算尤其是量子算法及其复杂性的人更少。

此外,正如AI落地需要学术与产业交叉融合的能力,量子计算的落地应用同样需要既懂技术、又懂产业的综合性人才,很多企业量子实验室团队都具备数学、物理、化学等多学科背景。而近年来的AI人才焦虑也在提醒我们,从现在开始未雨绸缪,提前培养量子领域的人才,对于未来加速量子计算的发展十分必要。或许在2022及不远的将来,我们将见证更多中国量子人才的校企联合培养计划、竞赛等不断涌现。

第三重挑战,则是产业场景落地。

量子计算要获得认可,避免泡沫化,需要展现出真正改变组织效率、带来业务价值的能力,这就要求解决方案提供方明确技术与场景的契合度,优先考虑那些商业可行性的方案。

从目前各行业应用量子计算的需求出发,会发现使用量子辅助优化算法、为AI系统提供支持,能够帮助降低成本、加速组织流程、降低风险,是最具价值的场景之一。Zapata首席执行官Christopher Savoie也分享到,调研中71%的受访者对使用量子计算来解决机器学习和数据分析问题最感兴趣。

从这个角度看,量子计算的商用一定不是对经典计算取而代之,而是与AI技术、经典计算相结合,三位一体协同形成更强大的计算能力,再通过集成到云端,为千行百业所用。

对于企业来说,数智化转型已经对现有的IT基础设施、组织架构、业务逻辑、商业模式等提出了不小的挑战,再加上一个量子计算,简直是“不可承受之重”。一方面,企业和组织要开启“量子计算副本”,首先要通关“经典计算副本”,不断加速推进数智化进程,增强对大数据、AI和云的熟练使用,这会为未来引入量子能力打好基本功。

同时,云服务商也需要考虑三大技术(量子计算、经典计算、人工智能)的融合,打造面向未来的生态系统,为迁移到量子时代培育沃土。目前,IBM、谷歌、微软、BAT、华为等都建立了自己的量子开放平台,有的还会为企业提供定制的量子解决方案。

其次是保持开放性,量子程序涉及到经典计算和量子硬件之间的互操作性,混合多云的部署是最可行的方案,要避免将客户锁定在单一云上。同时通过标杆案例的打造,为各行业提供量子使用的方向和实践引导。

第一次世界大战,推动了工业化的进程。美苏争霸,催生了互联网的前身阿帕网ARPANET。后疫情时代,世界经济与各个行业都面临着更大的不确定性,对新技术越来越敏感和依赖。

处于萌芽阶段的量子计算,代表着一种兼具政治意义、经济意义与社会意义的高价值技术,或许将引发一场60年来最重要的计算革命。

竞赛才刚刚开始,而你我都在浪潮之中。你感到FOMO了吗?

(免责声明:此文内容为第三方自媒体作者发布的观察或评论性文章,所有文字和图片版权归作者所有,且仅代表作者个人观点,与极客网无关。文章仅供读者参考,并请自行核实相关内容。投诉邮箱:editor@fromgeek.com)

  • 脑极体
    邮箱:caoceng@fromgeek.com
    写让你脑洞大开且能看懂的人工智能、流媒体、海外科技
    分享本文到