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本源量子创始人郭国平:量子计算是人类算力,商用进程已经进入第二阶段

2021-11-12 16:48:03

华映资本2021年会上,本源量子创始人郭国平发表了主题演讲《量子计算的杀手级应用》。郭国平分享道,量子信息采集、传输和处理正在受到各个国家的重视,量子计算在大数据、网络安全、AI、生物制药、金融工程、智能制造等领域都有广阔的应用前景。

以下为郭国平在华映资本年度大会上的演讲实录,经华映资本精编整理,有删减:


在后摩尔时代,量子计算被视为人类算力突破的希望,本源量子作为国内量子计算龙头企业,正打造全栈式的量子计算解决方案,从而让量子计算走出实验室,真正服务于社会。目前,量子计算的发展背景、进程以及未来的应用都是产业界关注的问题。


量子计算是基于量子力学规律的信息处理装置,与传统计算机类似,以量子CPU作为核心,搭配相应的硬件和量子操作系统,共同构建量子计算体系。量子计算与传统计算的不同之处在于,其以量子比特为基本单元,利用量子叠加、纠缠、干涉等原理,进行高速的数学和逻辑运算、存储及处理量子信息。 


从量子计算从基本概念到原型原型机,已经实现了理论到实物的发展。比如50比特的量子计算机,其存储量子态能力与超级计算机相当。 


量子计算机的构建包括几个关键部分,量子中央处理器进行计算工作,极低温制冷系统保证散热,量子测控系统进行量子态操控,除此之外,还需要量子计算机对应的操作系统进行软硬件结合,构成量子计算机的基础架构。 


量子计算离我们还有多远?其实现在已经有了可供使用的机器。 


量子信息采集、传输和处理正在受到各个国家的重视,我国十四五规划中也提到加快布局量子计算和量子通信技术。在全球范围内,全面聚焦于量子计算开发运作的科技公司多达百家,包括IBM、谷歌、英特尔、华为等巨头,也包括很多初创企业。 


近三年来,这些科技巨头正加速推进量子计算的发展进度。2019年,谷歌开发出超导量子计算原型机,宣称实现量子霸权;IBM2019年推出了商用的超导量子计算原型机。

量子计算的商用大致分为三个阶段。2010-2020年,量子计算原型机、量子退火机实现量子霸权,商用起步、面向特定用户销售;2020-2030年,专用量子计算机用以解决大规模数据优化处理和特定计算困难问题;2030-2050年,通用量子计算机用于广泛的商业化应用场景。 


本源量子从2017年开始布局量子计算芯片、操作系统、硬件等方面的商业化开发,并建立起量子计算云服务平台,提供全栈式的量子计算服务。 


量子计算生态构建非常重要,量子计算机从设备研发,到构建在不同行业领域的应用,是把科研成果、算法、程序与实际的生产价值相结合,目前国内在这方面的发展仍与国际有些差距。 


量子计算机可以应用在哪些领域呢?在大数据、网络安全、AI、生物制药、金融工程、智能制造等领域,都有量子计算的应用前景和案例。 


比如量子计算+金融工程,在智能金融、资产和风险管理、高频交易等方面,量子计算都有独特的优势。摩根和IBM、高盛和亚马逊的合作,都是量子计算在金融机构应用的典型案例。基于量子蒙特卡洛算法开发的金融应用,可应用于投资组合优化、风险评估、收益预测、反欺诈等方面,随着量子计算机硬件的进步,这些软件会发挥出越来越大的作用。 


量子计算另一个重要应用场景是生物化学与新材料。目前,生物、药物、能源等行业的研究都基于不同结构的分子,量子计算可以在算法层面提供非常大的帮助。比如,IBM和戴姆勒合作开发下一代电池,微软也在优化二氧化碳结合、活化并转化为高价值的化学甲醇。本源量子也推出了量子化学应用系统,可以进行不同药物的分子结构、不同材料的合成结构的优化计算,并且已经和国内一些新药物企业合作,进行实际的产品应用。

量子计算最初的目的是破译密码信息安全也将是量子计算有望最早应用的场景。过去一年间,国内外科技巨头都在用量子计算进行加强网络安全的研发。本源量子也在网络安全算法、舆情分析、对称和非对称密码破解、加强等方面的进行探索。 


此外,大数据和AI正在受到越来越多的关注,这同样是量子计算的应用场景。量子机器学习可以用于优化传统机器学习算法,从而提高计算性能。目前,一些人工智能实验室和相关企业都在进行相应的探索,并取得了研究成果。 


最后,量子计算在智能制造领域,特别是航空航天领域也有很大的应用前景。流体动力学在飞机制造、传统天气预报等领域的应用都需要大量的数据,量子计算的应用可以起到明显的加速作用,洛克希德·马丁、波音、空客等巨头都在用量子计算进行航空航天方面的研发。本源量子也推出了量子流体动力学软件。用于航空航天、航海等领域流体动力学的计算。 


总而言之,量子计算在各行各业的应用都在推进。借此机会为大家介绍一下本源量子。 


本源量子成立于2017年,以量子计算机的研发、推广和应用为核心,目前涵盖量子计算芯片、量子测控仪器仪表、量子计算软件、量子计算应用、量子计算教育、量子云平台等业务。 


量子计算的全球竞争非常激烈,2020年,全球公开的量子计算发明专利共计两千余件,其中国公司仅有153件,与国际整体水平差距明显,最核心的差距体现在硬件和应用生态构建方面。目前,本源量子有500多件知识产权,包括400多项专利以及50多项专著。 

华映资本对于技术的发展有深刻的认识和洞察,这与本源量子硬科技的本质不谋而合,最近华映资本和本源量子展开合作,希望未来能够深化交流,携手共进,共同为中国的科技事业发展谱写新的篇章,为世界的量子计算发展贡献中国的力量。