導(dǎo)讀:量子計算機,真的是一個好生意嗎?
剛剛過去的一年里,量子計算一直是上至廟堂、下至老百姓關(guān)注的焦點。
國家層面,各國都在加大相關(guān)扶持投資,在美國商務(wù)部的出口管制清單上,量子計算赫然在列,儼然已經(jīng)成了未來國家戰(zhàn)略博弈的重中之重。
在產(chǎn)業(yè)層面,也不時有突破的新聞傳來。中美科技巨頭們基本都沒有缺席,在硬件量子電路模擬器、量子計算機、操作系統(tǒng)、算法軟件等等都有大大小小的創(chuàng)新。
技術(shù)封鎖焦慮、商用化加速、政策扶持、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、資本涌動……幾方要素交匯在一起,一些“小機靈”就有點坐不住了——這熟悉的配方,不正是風(fēng)口的味道嗎?
于是下面這樣令人啼笑皆非的創(chuàng)業(yè)夢就開始涌現(xiàn)了。
量子計算機,真的是一個好生意嗎?
目前看來,它更像是一場混雜了賭徒與騙子的游戲,有人在“用青春賭明天”,而有的人只想“過把癮就死”。
你我都在牌桌上:一場未來豪賭
首先要說明的是,這里的“賭徒”并無貶義,事實上,科學(xué)家、發(fā)明者在一些偉大的研究中或多或少都有“賭”的成分。
中科院院士郭光燦就曾把量子計算比作一個山洞,鼓勵中國的科研人員有勇氣沖進去,哪怕洞里的一切都是未知的。
如果要給量子計算找個伴,可控核聚變可能比較類似:
·都能帶來顛覆性的改變。可控核聚變可以徹底解決地球能源匱乏問題,實現(xiàn)“無限能源”,大型強子對撞機理論上可以一秒鐘制造一個黑洞,量子計算機的數(shù)據(jù)處理能力,可以只用0.01秒做到超級計算機需要100年才能算出的方程組,快速破譯現(xiàn)在的任何密碼,因此也有人認為它們可以“讓人具備神一樣的能力”。
·都有行星級的戰(zhàn)略高度。量子計算和可控核聚變一樣,都被視為人類探索太空、進入宇宙的必備技術(shù),最先掌握該科技的國家也最有可能率先進入深空時代。
(緊密的量子組件)
·都存在許多有待突破的底層技術(shù)難點。量子和粒子一樣,都極其不穩(wěn)定,很容易受到外界環(huán)境的干擾。因此在目前的技術(shù)條件下,不僅可控核聚變在成本、功效、穩(wěn)定性、裝置尺寸等方面都有很大的困難,量子計算機也因為類似的問題,遲遲沒有進入實用化階段。
都需要體系化生態(tài)化的產(chǎn)業(yè)聯(lián)動。比如特種材料、關(guān)鍵設(shè)備、極端條件下的精密制造等關(guān)鍵,以及操作系統(tǒng)、軟件生態(tài)等并跑。
(谷歌CEO 桑達爾·皮查伊(Sundar Pichai)與谷歌量子計算機@ Santa Barbara lab)
所以,現(xiàn)在這兩個領(lǐng)域站上了牌桌的,要么是國家科研機構(gòu),要么是科技巨頭們。比如微軟就嘲笑谷歌選擇用超導(dǎo)量子比特是一條死胡同,而自己選擇的拓撲量子比特也被吐槽“根本不存在”??雌饋砗苌?,但探索未來,即便注定是一場豪賭,愿意參與其中的玩家依然是可敬的。
量子計算機這門武功,并不是“唯快不破”
而同樣是國家重視程度、資本投入規(guī)模、應(yīng)用價值前景、技術(shù)發(fā)展路線圖也不缺,怎么不見有人出來聲稱準(zhǔn)備創(chuàng)業(yè)造大型對撞機呢?是可控核聚變技術(shù)不夠硬核,還是“計算機”這三個字讓他們誤會了量子計算的門檻?
說到這里,我估計有一些人已經(jīng)準(zhǔn)備開罵了:
1.還跟核聚變比,你怎么不跟AI比,AI還有三次寒冬呢,憑什么說量子計算機未來十幾年沒有戲!
2.不懂就說“忽悠”“不可能”,民科真可怕,創(chuàng)業(yè)者有多努力你知道嗎?
3.不管真的假的,聲勢大總能讓某國知道咱的厲害吧,都說21世紀(jì)是爭奪“量子霸權(quán)”的時代,你是不是見不得中國好!
首先,歷史上的人工智能寒冬基本是由于不成熟的技術(shù)水平與人們對技術(shù)的不合理遐想之間的不匹配所導(dǎo)致的,會隨著算法、數(shù)據(jù)、算力等的顯著進步而迎來新的發(fā)展,“寒冬”只是披著狼皮的羊。而量子計算機本身就處于科技樹上比較高的存在,谷歌量子研究員就認為“量子計算機的建造過程本身可以揭示宇宙的基本真理,這不是公司之間的競爭,是人類科技與自然的對抗”。
目前連基礎(chǔ)科學(xué)問題都沒有解決,硬件制造幾乎是“一片空白”,更別提商業(yè)化應(yīng)用條件的完善和適配了。晶體管都沒發(fā)明出來就想賣電腦,顯然有點想太多。
(IBM在2019年推出53量子比特的可“商用”量子計算機)
而就連資深的量子計算科學(xué)家及研究者都認為量子計算尚處于起步階段,開發(fā)量子計算機硬件更是有著超高的難度。IBM Q網(wǎng)絡(luò)的負責(zé)人Anthony Annunziata承認,到目前為止,還沒有任何量子計算的商業(yè)應(yīng)用能打敗傳統(tǒng)計算。
即便技術(shù)路徑正確,也會因為工程化問題而中短期都無法兌現(xiàn)商業(yè)價值,這對不了解實際情況的投資人和股民又是否公平呢?
更何況,讓我們發(fā)自內(nèi)心感到自豪的,應(yīng)該是那些科學(xué)家們?nèi)找岳^夜的潛心探索和點滴進步,而不是靠資本熱潮“畫餅”營造出的繁榮幻覺,或是自欺欺人的“量子優(yōu)勢”,不僅會讓民眾陷入盲目追捧,更可能引發(fā)技術(shù)方向的偏差,以及國際政治局勢下的更多遏制,多少有點不劃算了。
大部分量子計算機創(chuàng)業(yè)肯定還是要尋求資本助力的,這時候一系列問題也就來了:
第一,量子計算機企業(yè)的創(chuàng)業(yè)融資周期往往都以十年計,即便有一定的科研積累,融資速度也不容樂觀。瑞士IDQ在成立12年后才獲得第一筆560萬美元投資。有業(yè)內(nèi)人士認為,即便投資、技術(shù)都強大如谷歌,10年也是量子計算機實現(xiàn)商用級應(yīng)用的最短時間。有多少創(chuàng)業(yè)公司能挺到那個時候呢?
如果創(chuàng)業(yè)者家里有礦,咱也不能攔著人家追逐夢想。這就面臨下一個問題,就算技術(shù)攻關(guān)成功了,后續(xù)還有更長的路要走。比如如何回收投資,進入商業(yè)回報周期?
靠銷售量子計算機?在某些領(lǐng)域未必比經(jīng)典計算機表現(xiàn)好。谷歌現(xiàn)在就努力挑戰(zhàn)美國NASA國家航空航天局和歐洲核子研究中心等,IBM也選擇了與MIT、洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)等學(xué)術(shù)機構(gòu)合作,來證明量子計算機在科研等細分領(lǐng)域的能力。
靠批量生產(chǎn)降低成本?IBM此前曾宣布實現(xiàn)了量子計算機的“可商用”,而交付出來的設(shè)備并不是一臺真正的量子計算機,只是將云端的量子計算能力移植到了一體機中。而即便是一臺不純粹的所謂量子計算機,也擁有十分龐大的體積。在實現(xiàn)裝置的微型化及工程化之前,想要買到低于千萬美金的真·量子計算機,看來都很難。
(谷歌量子計算實驗室內(nèi)的低溫恒溫器)
靠穩(wěn)定可靠的計算能力?目前量子計算機的芯片得通過低溫恒溫器來保持在“絕對零度”附近,比外太空的溫度還要低,但仍然不能保證計算的準(zhǔn)確性。甚至有人認為量子設(shè)備容易受熱波動影響的問題可能永遠無法完全克服,是否能滿足真實客戶的需求,還是一個謎。
萬一有天才將上述問題都解決了,還要給客戶提供好用的系統(tǒng)和各種軟件吧?開發(fā)語言、算法、生態(tài)等都準(zhǔn)備好了嗎?
(微軟和谷歌聯(lián)合推出的在線互動課程《量子計算機編程》)
的確,在移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等創(chuàng)業(yè)浪潮中,我們沒少看到“唯快不破”、靠資本快速擴大規(guī)模取得壓倒性勝利的神話。但量子計算機這個“神族斗法”的領(lǐng)域顯然是另一套玩法。
它既需要登峰造極的內(nèi)功,完成底層技術(shù)的全面突破;也需要鍛造出強悍的身體和招數(shù),出手穩(wěn)準(zhǔn)狠,擊碎工程化路上的壁壘。同時還要有一呼天下應(yīng)的號召力,吸引開發(fā)者、設(shè)備制造商等齊心協(xié)力來打造生態(tài),成就一個前所未有的繁榮武林。
風(fēng)口,像鉆石騙局一樣無懈可擊
對于上述問題,其實很多非常有名氣的量子計算機企業(yè)也都沒有找到答案,因此,它們往往頂著“量子計算機”之名,卻在做著其他的事兒。
比如打技術(shù)的“擦邊球”。2011年就推出了商用“量子計算機”還成功賣出去(售價高達1500萬美金)的D-Wave,就用的是“量子退火”技術(shù),并不是用“量子比特”的原理和特性來進行計算的,不能運行量子算法,也無法超越傳統(tǒng)計算機的性能。
籌集了2.15億美元(約15.2億人民幣)啟動資金的PsiQuantum,則組建了一個100多名工程師的團隊,打算開發(fā)一種基于光子技術(shù)的100萬物理量子比特量子計算機。
這些“劍走偏鋒”的方法并不是通過量子糾纏實現(xiàn)的量子計算,到底算不算真正的量子計算,學(xué)術(shù)界一直存在爭議。
(PsiQuantum CEO Jeremy O’Brien 來源:彭博商業(yè)周刊)
或者是扮演“送水人”的角色,放棄了對通用量子計算機的研發(fā),主攻相關(guān)工具、軟件,以及特定技術(shù)如跟機器學(xué)習(xí)的結(jié)合等等。
比如總?cè)谫Y近2億美元的Rigetti Computing,就在研究量子處理器(QPU)、控制系統(tǒng)、編程工具等等。Q-CTAL 通過工具讓量子計算機的硬件性能可以提高百倍。英國公司Cambridge Quantum Computing為商用量子計算機提供工具開發(fā)服務(wù)?;裟犴f爾投資的Zapata Computing,則開發(fā)軟件允許用戶在量子設(shè)備上工作。
這些已經(jīng)是明星級項目了。那么,很多人明知道真量子計算機道阻且長,依然想進來分一杯羹,到底在打什么算盤呢?
一部分是明知成不了,但以“量子”名義做一些傳統(tǒng)通訊、光通訊等業(yè)務(wù),不失為一種吸睛的包裝。反正目前大家都造不出來商業(yè)化的量子計算機硬件,幾十年后的事情,如果我造出來了,那不就是利國利民的大好事?就算沒造出來,至少也參與并推動了量子計算事業(yè)的發(fā)展嘛。
某種程度上跟鉆石這個“世紀(jì)騙局”很像,最開始有人營銷了一個概念,不明就里的買家相信了,越來越多的人參與到產(chǎn)業(yè)鏈中,打造出一個虛幻的華美市場,醒過神兒來的買家有的離開了,而更多人開始知道并走進了這個游戲……一切看起來似乎無可指摘,皆大歡喜,但又透露著一絲詭異。或許對更多人來說,還是希望看到更務(wù)實也更有可行性的創(chuàng)業(yè)方向吧。
不含偏見地說,比起量子鞋墊、量子療法、量子波動速讀這樣的劣質(zhì)騙局,量子計算機創(chuàng)業(yè)熱潮至少有著相對扎實的技術(shù)積累與底氣,也讓大眾了解了量子計算的真實發(fā)展情況。盡管,它依然是想象多過真實。
物理學(xué)家約翰·普萊斯基爾(John Preskill)把這個時代,稱為“嘈雜中間尺度量子”(NISQ)時代,認為人類離打造出實用量子設(shè)備還有很長的路要走。其中必然充滿了各種混淆的聲音與狂歡。在一次次潮漲潮落之中,相信人類終會完成這場山長水遠的冒險。