亞馬遜入局，穀歌、微軟、IBM量子爭霸戰火再次蔓延

一周前，賽靈思公司CEO Victor Peng對《中國電子報》記者表示，量子計算還遙遠並且應用場景有限。四周前，英特爾公司美國研究院院長Rich Uhlig在接受《中國電子報》記者采訪時認為，量子計算真正產生實用價值至少還需要10年。盡管業界各位大咖都認為量子計算還很遙遠，但這都無法阻擋量子爭霸的戰火的蔓延，12月2日-6日在美國拉斯維加斯舉行的AWS re：Invent2019全球大會上，亞馬遜宣布以Braket、AWS量子計算中心、量子解決方案實驗室組合拳入局量子計算，加上此前的穀歌、微軟、IBM等在量子領域的種種布局與糾葛，量子之戰越來越熱鬧。

先看這次亞馬遜帶來了什麼?亞馬遜首先帶來的是Bracket，它是一項雲服務，通過它科學家、研究人員、開發人員、客戶可以自行構建量子算法和基本應用程序，然後在AWS上進行模擬測試。它並非亞馬遜“原創自建”，而是來自亞馬遜與D-Wave、IonQ和Rigetti三家量子計算機公司的合作，通過亞馬遜雲提供服務，這沿襲亞馬遜一貫的做派，“不一定要做原創，但是通過AWS雲服務你可以通達和獲得每一種可能性。”務實、落地、無風險。

在這次大會上亞馬遜同時宣布組建了“AWS量子計算中心”和“量子解決方案實驗室”，其中AWS 量子計算中心將彙集來自亞馬遜、加州理工學院(Caltech)和其他頂級學術研究機構的量子計算專家，共同研發量子計算新技術。而亞馬遜量子解決方案實驗室項目將客戶與來自亞馬遜及其APN技術和谘詢合作夥伴的量子計算專家聯係起來，發展內部的專業知識，鑒別量子計算的實際用途，加速發展量子應用，產生實質的影響。

“從提供落地服務到構建核心競爭力再到拓展生態夥伴”這樣的三拳組合亞馬遜能夠把眼前、未來和生態都牢牢把控。

事實上，亞馬遜的“量子局”在4年前就已經開始布陣，隻是最近才變得高調。而且亞馬遜的“量子局”一揭開麵紗就得到了包括波音的合作夥伴們的青睞，波音公司表示期待與AWS合作，而其對於量子計算的期望是希望它能夠解決航天領域的諸多挑戰，包括基礎材料、係統優化、安全通信等方麵的研究。

波音的選擇契合了英特爾研究院院長Rich Uhlig對《中國電子報》記者所透露的信息：“量子計算應用於人工智能的時間會比較晚，在此之前有一些更亟待解決的實用性問題較早於人工智能利用到量子計算，比如分子建模、量子化學等。”

當雲巨頭亞馬遜入局量子計算，人們必然把眼光投向微軟，因為這也是一家雲服務提供商，作為AWS的雲競爭對手微軟的量子計算更早於亞馬遜“亮劍”。在今年11月6日舉行的Ignite 2019上，微軟發布了Azure Quantum量子服務。Azure Quantum是一個全棧的開放式雲生態係統，通過與 1Qbit、Honeywell 等公司的合作，微軟提出了各種各樣的跨行業量子解決方案。用戶可利用Azure中的工具和服務，構建適合自己的量子解決方案。

而微軟的量子計算也並非一個月前起步，在2017年，微軟就發布了量子開發套件(Quantum Development Kit)的首個公開預覽版，以及Q#編程語言、量子計算模擬器和其他資源。微軟同樣是一家既顧及眼前又兼顧未來的公司，而且它也是通過合作以雲的方式來提供量子計算的服務，同樣落地，其量子計算機的原型機權利來自Honeywell、IonQ、QCI。相比較於亞馬遜，微軟更具有殺傷力的地方是在開發者和社區。“我們知道，我們不會提出可能解決方案的整體情況;我們需要一個全球社區。”Microsoft Quantum總經理Krysta Svore說。所以微軟大力推動量子開發社區，推出量子相關編程語言與工具，希望其量子之火由開發者熊熊點燃。

微軟的合作夥伴之一是IonQ，這是一個量子計算機供應商，而其該公司的早期客戶包括了陶氏化學公司，該公司希望使用量子計算機來解決化學問題。這再一次驗證了Rich Uhlig的說法，量子將最先解題於“量子化學”。

量子計算的戰火無論是由誰燒起，都需要提及IBM。因為2016年開始，IBM就已經提供了訪問其量子硬件的網絡渠道，2019年1月8日，IBM在 CES上展出了量子計算機IBM Q System One，並表示該係統是世界上首個專為科學和商業用途設計的集成通用近似量子計算係統。在今年3月IBM宣布了量子摩爾定律以及當時業界最高的量子位。但是最近穀歌宣布的“量子霸權”有點惹惱了IBM。

在今年10月23日，穀歌在《自然》(Nature)上發布論文，向外界證明公司團隊已經通過實驗實現“量子優越性”(QuantumSupremacy)，也被稱作“量子霸權”。論文中，穀歌設計了一個實驗問題，用其團隊的53量子計算機破解隻需要200秒，而用傳統計算機則需要一萬年。對此，IBM發表了公開信，認為穀歌的論文以及“量子霸權”之說法，有很多令人質疑的地方，穀歌的研究人員選擇以可程式化超導體量子位元(programmable superconducting qubits)來開發量子隨機亂數產生電路，電路亂數產生的任務，在理想的情況下，傳統電腦僅需2.5天便能完成。

穀歌一向善於搶風頭，就像人工智能的“代言人”它也曾搶了IBM的風頭一樣。IBM很早就在人工智能商業領域進行耕耘，而且也早在1997年就組局了國際象棋大師和深藍機器下象棋、在2011年組局了人和Watson機器辯論大賽，但是讓大眾認識到人工智能風潮來臨的“啟蒙運動”，依然是穀歌的AlphaGo和李世石下圍棋。作為互聯網公司，穀歌其一向在大眾麵前有強大的號召力，這次也不例外。

關於穀歌和量子霸權的事。Rich Uhlig對《中國電子報》記者表示，穀歌量子霸權的宣布應該說它是量子計算領域的一個進步。但Rich Uhlig同時也表示，“量子計算是否成為霸權需要找到一個非常複雜的問題，並證明在解決該複雜問題的過程中，量子計算的效率遠遠優於傳統的計算方式，這樣量子霸權才得以成立。從選取題目的角度看，穀歌並沒有找到一個現實世界的難題來解，所以在這一點上稱其為霸權並不十分認同。因為量子計算真正的目標不是量子霸權，而是量子實用性。”所以在這場口水戰中，英特爾同樣沒有給穀歌投讚成票。

在全球量子的競技場上，英特爾同樣在賽道上，Rich Uhlig透露，英特爾的量子計算研究是從兩個方向來推進的，既包含了超導量子，也包含自旋量子。在早期時候英特爾是行管齊下的方式進行研究的，最近英特爾內部已經將研究技術路線更聚焦在矽自旋量子計算上，並在這方麵取得了相當良好的進展，無論是從製造量子位，還是從控製技術的角度(自旋量子要求低溫的控製環境)，都取得了非常不錯的非常有意義的進展。

但Rich Uhlig同時表示，量子計算真的還在早期，因為“量子計算能解決多少問題與量子位的數量、規模有成比例的關係。”為什麼量子計算解決問題的多少與量子位的數量、規模有關。因為量子位非常脆弱，可能在毫秒之間就發生分解，所以需要開發一些技術使得周圍的環境對量子位有更大的寬容度，要想讓量子位長期存在，需要有很多糾錯電路來確保在功能上物理的量子位能達到邏輯量子位的要求。

關於物理量子位與邏輯量子位之間的關係，英特爾中國研究院院長宋繼強對記者表示，一個物理的量子位，就是拿一個晶體管做自旋量子位Spin Qubit。但物理量子位非常脆弱，而且它們糾纏的時間非常短，需要檢測它的狀態是不是穩定，通常需要在多個物理量子位上麵加一層糾錯電路，才能形成一個邏輯量子位，這個邏輯量子位才能用來做算法計算，所以用多個物理量子位才能變成在算法層麵可用的長效邏輯量子位。

“這意味需要有幾千、上萬甚至是百萬個物理的量子位以及相關的解密編碼等，才有可能讓量子計算進入可適用階段。” Rich Uhlig說，現在才54個量子位，所以量子計算是一個馬拉鬆，現在才跑完了第一英裏，目前很多選手都在跑，英特爾是其中之一，這就是現狀，而現在還遠遠談不上競爭格局。

盡管量子計算還在早期，但是科技巨頭與美國一點也沒有放鬆對它的投入，2018年12月，美國總統特朗普簽署了《國家量子倡議法案》，在成立科技政策辦公室(OSTP)的同時，也宣布將在未來五年撥款12億美元支持量子計算的研發。從美國的國家量子倡議法案到穀歌、IBM、微軟、亞馬遜、英特爾的積極布局，都在詔示一個事情，量子計算需要盡早做規劃和盡早投入了。