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榮耀標識FOMO的量子商用黎明
編輯導語：身處互聯網中，不少人都會害怕錯失風口，那么隨著技術的發展、算法的進步，量子計算是否真的迎來了商業化浪潮？關于這一問題，也許我們可以從多個方面進行研判。本篇文章里，作者就對量子商用的相關問題做了解答，不妨來看一下。
身處快速動蕩的變局之中，無論國家、企業還是個人，都或多或少有一種FOMO情緒，即fear of missing out，害怕錯過。
有的焦慮并無必要，幾天不網上沖浪，其實并不會真的錯過什么八卦新聞。但有的事物卻飽含著進步與變革，需要所有人的密切關注，就像曾經的互聯網、AI，以及，正在從幻想走進現實的——量子計算。
從1931年普朗克提出量子概念的幾十年來，“量子”一直是一種強大而神秘的技術，它深藏于全球頂尖學府和實驗室，吸納著動輒數十億美元的龐大資金。而因為遙遠，也很容易成為騙子的溫床，這些年大家可沒少聽說量子床墊、量子水杯、量子速讀之類的鬧劇。
所以在談及量子計算的商業化之前，有必要再再再強調一下，量子計算與經典計算的區別：
經典比特的狀態是0或者1，而量子比特能夠同時表示1和0，調控量子比特進行計算，能夠指數級地提升計算速度。經典計算需要10億年才能解決的問題，量子計算可以在幾天甚至幾小時內解決。但因為量子比特的狀態（疊加和糾纏）極不穩定，通用量子計算機也存在環境敏感、易受干擾、錯誤發生頻率高等問題。
目前，量子計算的應用領域主要集中在：
- 模擬，通過量子模擬化學反應，輔助優化，AI推理和模式識別等；
- 通信，對通信安全加密，創建全球量子通信網絡；
- 感知，開發精確的量子傳感器。
歷史上，有很多技術沒能在從實驗室到商業化的轉變中幸存下來，今天如火如荼的人工智能，也曾經歷過數次低潮。顯然，量子計算跨越了鴻溝。
IDC認為，2021年是量子計算行業的關鍵一年?？偟膩碚f，它變得：
更加普及，從只有科學家和研究人員使用，開始吸引數以百萬計的開發者從云上訪問；
更加實用，現在已經出現了數百個應用實例，覆蓋從金融到出行等諸多國計民生行業；
競爭更加激烈，2021年科技巨頭們幾乎都在加速量子商業化布局。2021年7月微軟的風投公司參與了初創公司PsiQuantum的4.5億美元投資，11月，谷歌母公司Alphabet宣布要把量子科技團隊Sandbox（“沙箱”）分拆出來，使其成為獨立的量子技術公司，加快融資擴張……類似的動作還有很多。
雖然技術層面仍然存在巨大挑戰，但我們已經處于量子計算的商用黎明。隨著量子計算商業化步伐的加速，對這一變革性技術保持一點FOMO，是必要且關鍵的。
那么，當我們FOMO，究竟應該關注些什么呢？
一、量子商業化浪潮，真的來了嗎？
或許你會疑惑，這會不會又是一次“狼來了”，“量子FOMO”是否在消耗大眾的情緒、傳播并不成熟的技術價值？這種擔憂非常合理，我們不妨通過三個關鍵指標，來衡量一下量子計算是否真的具備商業可行性：
1. 早期使用者的增多
信息技術的發展，都是在軍事和科研領域應用之后，由一批商業領域“先吃螃蟹的人”擴大的，從通訊、互聯網、大數據、人工智能等莫不如是。其實早在2011年，D-Wave就發布了第一臺商用量子計算機，但此前量子計算主要是被各種研究機構和高校使用。
而近年來，全球大型商業組織，比如寶馬、大眾、福特和戴姆勒等汽車企業，摩根大通等金融機構，醫療機構進行DNA測序、藥物研發、化合物模擬等實驗，都開始嘗試引入量子解決方案。就在1月5日，美國的量子藥物發現平臺Tacchyon宣布與英國生物制藥公司PhoreMost Limited合作研究下一代癌癥療法，通過量子計算確定疾病靶點，最快速找到小分子藥物，可能讓腫瘤很快得到治療。
這些技術實踐的探索，開始展現出量子計算解決以前無法解決的問題的現實能力。
2. 創業先驅的出現
技術浪潮也意味著全新的商業機遇，先驅者們會帶著洞見、創意與財富夢想，從創業的第一天起就押注新技術，今天的BAT都曾是互聯網浪潮的創業先驅。
如今，創業者們發出了明確的信號，開始使用量子計算解決企業級問題了。比如生物技術初創公司ProteinQure，使用量子加速AI來發現新藥；日本軟件公司Groovoutus發布了一項由D-Wave量子提供支持的商業服務，優化零售員工的日程安排和運輸路線……
2021年，中國還出現了量子計算創新創業平臺，為創業者提供資源對接、應用推廣和學習交流的機會。這也說明，量子計算距離創業者的造富夢越來越近了。
3. 生態系統興起
回顧第三次人工智能浪潮，會發現學術界和AI巨頭的突破還不夠，諸多獨立軟件供應商（ISV）等參與開發行業特定的技術解決方案，才是AI走進千行百業、助推AI產業化和產業AI化的動力來源。
目前，波士頓咨詢集團（Boston Consulting Group）也已經擴大了其量子專家組，就量子計算向客戶們提供建議；Gartner最近也將重點轉向量子計算，發布越來越多何時以及如何開始使用量子系統的內容。就在今年2022年的1月12日，歐洲最大的咨詢公司凱捷(Capgemini)也宣布推出量子實驗室，并與IBM簽署了一項協議，成為IBM Quantum Hub，以幫助客戶參與到量子計算中來。
市場研究分析機構CB Insights在2021年12月的一份報告《The Big Tech In Quantum Report》，調查了美國五大科技巨頭谷歌、微軟、亞馬遜、IBM和英特爾的量子計算發展現狀及未來展望，發現科技巨頭作為基礎軟硬件提供商，開放對多種量子計算機的遠程訪問。這相當于量子時代的“信息高速公路”，降低了ISV使用量子擴展業務的門檻和障礙。
從量子硬件到軟件和服務，量子生態系統正在逐漸繁榮。
對于新興技術來說，從實驗室到商業化的轉變，是“成敗”的決定性時刻。
2017年，谷歌量子人工智能實驗室（Quantum AI Laboratory）在《自然》雜志上發表了一份報告，認為不到五年的時間里，谷歌能夠將量子計算機的訪問商業化。
事實證明，量子計算的發展時間軸已經超出了預期。使用者、創業者、建設者等角色的增長，已經開始在助推量子計算產生真正的商業價值。根據麥肯錫預測，到2035年，全球量子計算市場可能達到1萬億美元。
截至目前，量子計算領域還沒有一個明確的領導者，中國、美國和歐洲都在爭奪領先地位，所以此時此刻，量子計算之于全球的意義也更加重要。
二、A new wave in power：指數增長的力量
如同AI走過的路程一樣，量子計算正隨著硬件、軟件和算法的全面進步，性能顯著提高；越來越多的云廠商開始提供量子訪問，成本明顯降低，這意味著，各行各業出現新的優勢機會，許多行業的游戲規則也將被所改變。
企業量子軟件公司Zapata曾發布了一份《企業量子計算采用的年度報告》，調查了300多家大型全球企業的CIO、CTO及高管，數據顯示，74% 的高管認為要么盡快采用量子計算，要么面臨永遠落后的風險。而在已經開始構建量子能力的企業中，41%的人希望在未來兩年內實現競爭優勢，領先于同行。
當然，這個公司自己就是售賣企業量子軟件的，調研結果不排除“自賣自夸”的情況。
我們還是通過一些真實的案例，來看看量子技術究竟能夠在哪些領域對經濟和生活產生影響。
領域一：物流運輸
在一些研究報告中，運輸行業是所有行業中應用量子計算最高的領域。DHL 副總裁Justin Baird就說過，“量子可以提升我們從未見過的效率，無論是調度送貨車還是打包垃圾箱，不會留下任何空余”。
在過去幾十年中，物流運輸行業的數字化、智能化水平得到了很大的進步，但依然存在許多經典計算難以解決的優化問題，尤其是在后疫情時代的供應鏈背景下，優化航運和物流網絡的需求十分迫切。
比如UnitedParcel Service Inc.就推出了Quantum View Manage，該應用程序可以讓企業更好地管理小型包裹，將生產力提高了 50% 至 60%。大眾汽車也早在2017年就與D-Wave合作，在量子計算機上預測交通狀況，然后優化出行線路，縮短擁堵時間。
對于個人來說，量子計算的應用除了能夠讓大家更好地追蹤包裹快遞之外，也能大大提高出行體驗。福特公司和微軟公司合作，對必應地圖的路線推薦進行優化，數據顯示，在高峰時段的西雅圖市區，擁堵情況減少了70%以上。微軟官網顯示，這種大型路線優化的復雜任務在量子退火機上大約需要20秒就能完成，使用專門的硬件還可以進一步加速。
領域二：科學研發
量子計算原本就在軍用和基礎研究領域發揮作用，之所以再次提到，是因為越來越多的商業潛力和新市場開始出現。比如2021年五角大樓的官員邁克爾·格里芬（MichaelGriffin）就提到，量子計算將推動通信衛星的安全加密，不依賴GPS信號的精確導航，美國宇航局還加護使用量子模擬為新航天器創造輕質耐用的材料等。這些任務都給出了量子計算繼續發展的商業方向。
比如材料領域的研發。在碳達峰、碳中和的背景下，更清潔的能源、減少排放效率是各國的首要任務之一，而能源的優化應用也是一個復雜的大型工程，需要強大的計算機提供算力支持。至于材料開發，則超出了經典計算機的能力，這時候量子模擬就能夠提供更大的算力支持，比如研發高溫超導體、電池、催化劑等等。
迪拜水電局（DEWA）就正在與微軟合作開發新的量子解決方案，作為迪拜10X計劃的一部分，利用量子驅動的Azure服務，解決能源優化問題。?？松梨?、英國石油公司等也與IBM達成協議，利用量子計算應對計算挑戰，開發下一代能源和工業解決方案，提高效率并降低碳排放的潛在影響。
另一個能夠造福世界的基礎研發領域則是醫療保健。借助量子計算增強算法建模和計算能力，對于人類福祉有著顯著的好處。主要包括：1.診斷協助，對患者進行早期、準確和快速的診斷；2. 精準醫療，通過定制的干預措施/治療促進個人健康；3.成本控制，降低醫保費用和醫藥價格。
2021年，克利夫蘭診所和IBM宣布了一項為期十年的合作，建立DiscoveryAccelerator，目標是將量子計算的功能用于下一代醫學研究，加速醫療保健和生命科學的研究范圍，發現解決COVID-19等公共衛生問題的新方法。瑞士制藥商羅氏（Roche）則與英國劍橋量子計算公司合作，使用CQC的量子化學軟件平臺EUMEN，用于制造新型藥物和專用材料。制藥企業勃林格殷格翰與谷歌在量子計算領域，開啟了為期三年的合作，用于加速藥物創新和突破。
這些基礎科學領域的量子應用，對于世界經濟和人類生活將帶來深遠的影響。
領域三：金融
在數據密集型環境中，需要功能越來越強大的計算機來進行處理分析。其中，金融行業就是典型的由大數據驅動的領域，近年來，量子計算在銀行和金融服務業中越來越受歡迎。
應用場景之一，是通過量子加密確保交易安全。在英國，2021年的六個月內，犯罪分子通過欺詐總共竊取了7.539億英鎊。而通過量子金融系統，能夠增強安全協議，將防止黑客網絡攻擊。
應用場景之二，是決策優化。交易、信用評分、風險管理等業務中，金融行業每天需要做出做出數百萬個決策，使用量子計算來處理大量數據成為必然。量子計算可以幫助優化投資組合，更精準地適應市場變化，簡化交易結算程序。
早在2017 年 8 月，澳大利亞聯邦銀行 （CBA） 就與 Telstra、新南威爾士州政府和新南威爾士大學合作，斥資 8300 萬美元建立澳大利亞首個量子計算業務。2021年，高盛和QC Ware的研究人員設計了新的量子算法，性能優于用蒙特卡羅技術模擬的金融模型，將金融應用量子優勢路線圖向前推進了重要一步。
除此之外，量子計算在許多領域都有應用，比如廣告營銷、工業制造、商業咨詢、材料化學等?？梢钥隙ǖ氖牵灰孔佑嬎隳軌虮桓咝?、更低成本地使用，幫助企業獲得指數級增長，就會吸引商業公司的擁抱。這也證明了量子計算商業化潮流的必然加速。
但問題來了，只有極少數的企業能夠自己構建通用量子計算機，那么量子計算想要擴大應用范圍，還需要跨越哪些障礙？
三、跨越鴻溝：從實驗室到生態叢林的驚險一躍
量子計算要實現商業化，必須克服的挑戰有很多。既有技術層面的，如前所說，量子比特容易受到擾動，要讓錯誤降低，必須不斷擴展量子比特數量。有業內人士認為，量子計算硬件要發展到1000個量子比特，可以系統執行糾錯電路并被廣泛采用，預計到2023年實現。
這一過程中，量子計算公司還需要研發更快的量子芯片，構建量子開發工具。這一點需要學術界和工業界的聯合發力。因為在量子技術中，高校往往不具備最先進的硬件設計和制造能力，而工業界則缺少將量子科學轉化為產品所需的深厚物理學專業知識。科學家和工程師的緊密合作，依賴于產學研用的精密配合，知識產權以的保護及激勵措施。
（1998年到2020年的量子比特進展）
第二重挑戰則是人才方面。
量子的硬件和軟件方面都需要更多的人才，目前，專門研究量子算法的師資力量在全球范圍內都比較稀缺。中國某企業量子實驗室負責人也曾透露，招人是讓他感到最耗費精力的事情，因為理論計算機科學研究人員很少，其中研究量子計算尤其是量子算法及其復雜性的人更少。
此外，正如AI落地需要學術與產業交叉融合的能力，量子計算的落地應用同樣需要既懂技術、又懂產業的綜合性人才，很多企業量子實驗室團隊都具備數學、物理、化學等多學科背景。而近年來的AI人才焦慮也在提醒我們，從現在開始未雨綢繆，提前培養量子領域的人才，對于未來加速量子計算的發展十分必要?；蛟S在2022及不遠的將來，我們將見證更多中國量子人才的校企聯合培養計劃、競賽等不斷涌現。
第三重挑戰，則是產業場景落地。量子計算要獲得認可，避免泡沫化，需要展現出真正改變組織效率、帶來業務價值的能力，這就要求解決方案提供方明確技術與場景的契合度，優先考慮那些商業可行性的方案。
從目前各行業應用量子計算的需求出發，會發現使用量子輔助優化算法、為AI系統提供支持，能夠幫助降低成本、加速組織流程、降低風險，是最具價值的場景之一。Zapata首席執行官Christopher Savoie也分享到，調研中71%的受訪者對使用量子計算來解決機器學習和數據分析問題最感興趣。
從這個角度看，量子計算的商用一定不是對經典計算取而代之，而是與AI技術、經典計算相結合，三位一體協同形成更強大的計算能力，再通過集成到云端，為千行百業所用。
對于企業來說，數智化轉型已經對現有的IT基礎設施、組織架構、業務邏輯、商業模式等提出了不小的挑戰，再加上一個量子計算，簡直是“不可承受之重”。一方面，企業和組織要開啟“量子計算副本”，首先要通關“經典計算副本”，不斷加速推進數智化進程，增強對大數據、AI和云的熟練使用，這會為未來引入量子能力打好基本功。
同時，云服務商也需要考慮三大技術（量子計算、經典計算、人工智能）的融合，打造面向未來的生態系統，為遷移到量子時代培育沃土。目前，IBM、谷歌、微軟、BAT、華為等都建立了自己的量子開放平臺，有的還會為企業提供定制的量子解決方案。
其次是保持開放性，量子程序涉及到經典計算和量子硬件之間的互操作性，混合多云的部署是最可行的方案，要避免將客戶鎖定在單一云上。同時通過標桿案例的打造，為各行業提供量子使用的方向和實踐引導。
第一次世界大戰，推動了工業化的進程。美蘇爭霸，催生了互聯網的前身阿帕網ARPANET。后疫情時代，世界經濟與各個行業都面臨著更大的不確定性，對新技術越來越敏感和依賴。
處于萌芽階段的量子計算，代表著一種兼具政治意義、經濟意義與社會意義的高價值技術，或許將引發一場60年來最重要的計算革命。
競賽才剛剛開始，而你我都在浪潮之中。你感到FOMO了嗎？
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初級運算個人用來說可以，說不定這個量子運算會引發一些職位熱潮呢
處于萌芽階段的量子計算，代表著一種兼具政治意義、經濟意義與社會意義的高價值技術。