为什么科技巨头都在研究量子计算机？

5月3日世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生，这台量子计算机由中科大、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所共同完成。大学和科研机构研究这种高精尖的科研技术并不奇怪。奇怪的是，在诸多科研机构中闪过了一个“违和”的身影——阿里。

实际上，科技巨头涉足量子计算机并非只有这一个孤例，如今世界顶尖的科技巨头几乎都在研究量子计算机。

量子计算的“违和”身影到底有多少

说起量子计算机就不得不提起世界上首台量子计算机的开发商——D-Wave公司。D-Wave公司自2007年推出首台量子计算机开始就备受争议。一些学者认为由于量子形态并不稳定，量子计算机只是在理论层面可行。

不过，随后的事实证明，量子计算并非虚无缥缈，因为D-Wave在2012年获得亚马逊创始人贝索斯以及美国中情局旗下投资机构In-Q-Tel的投资。

在2013年，谷歌公司采购了D-Wave生产的世界上第一款商业量子计算机D-Wave Two。随后谷歌、美国宇航局(NASA)和美国大学太空研究协会与甚至D-Wave签订为期7年的商业协议，以获得后者开发的最新量子处理器。

2016年5月谷歌至和NASA甚合建了Quantum AI Lab（量子人工智能实验室）。D-Wave的量子计算机概念最终风靡全球获得认可。

（谷歌专门在国际期刊上发表了一篇名为《What is the Computational Value of Finite Range Tunneling?》的论文）

量子计算机实际上也在获得各个科技巨头的认可。科技巨头们不断和科研机构甚至和政府相关部门合作，以求在技术层面上取得突破。

今年1月，微软在官方网站刊文表示将着手量子计算工程样机研发，并宣称这可能是一台能击败谷歌和IBM的量子计算机样机。

今年3月，IBM则是宣布了一项新业务“IBM Q”，旨在向企业和科研单位提供一种商用化的量子计算平台。

国内对于量子计算的研究其实并不晚，阿里在量子计算领域的布局早在2015年就已经开始。2015年7月阿里云就和中科院建立了量子计算实验室。

今年3月的阿里集团技术大会上，马云曾宣布启动NASA计划，并说“现在所研究的目标是为了解决10年、20年后的困难。”

量子计算实验室在大会PPT上一闪而过，笔者几乎没有太多关注。因为在笔者当时看来，这不过是一次公关手段而已，更多是为了“明志”，彰显阿里对于技术的关注。用阿里首席技术官张建峰的话说，阿里的商业做得太成功，掩盖了技术的光芒。实际上，阿里巴巴是一家技术驱动的技术＋商业公司。这次阿里和几家科研机构共同拿出了光量子计算机，着实让人震动。因为这说明阿里不仅仅在“明志”，更是在实干。

百度目前在量子计算领域尚未有太多动作，不过百度总裁张亚勤在GMIC2017上谈到，“量子计算会改变人工智能很多算法，很有意思的事情都在下面的五年十年内发生。”可以预见，在阿里已经布局量子计算机的情况下，百度在不远的将来应该也会有所举动。

量子计算机会成为科技和社会的引擎

曾经看到过这样一个观点——互联网业里的许多概念，比如人工智能、万物互联、智慧地球等等，若说理想状态的深度，都是非常趋同的，它们大概等于大同世界，或者乌托邦。

之所以会说这是“乌托邦”，其实还是在于以今天的计算能力来看，很多理想中的状态无法实现。

这个想法很好理解，我们可以把自己回溯到几百年前，几百年前的古人无法预测天气，不知道究竟何时才适合播种、耕地一样。如果当时有个预言家说未来能够预测半个月的天气，播种耕地都讲有据可依。但这个观点在当时绝对会被称作是异想天开的“乌托邦”。

我们如今去谈人工智能、万物互联、智慧地球，其中很多设想很多时候也会被看作乌托邦，但乌托邦的核心并不在于不现实，而是在于以今天计算机的计算能力来看，不现实。

二十年前机器学习在工业界很难找到使用价值，因为那时的计算能力实在太烂了。但是随着计算机的计算能力越来越强，机器学习在今天正在逐渐发挥越来越大的作用。

量子计算机之所以会诞生，也是和人工智能以及万物互联等技术对于数据计算的渴求越来越强烈。我们时常说人工智能和万物互联这些概念，但这些概念其实本质来看都是计算能力在背后作为核心支撑。

甚至可以说，整个人类社会本质上在很大程度上也是依靠“云计算”和“大数据”推动着往下走的。

当年汉代实行“编户齐民”的人口户籍制度，把政府控制的户口都必须按姓名、年龄、籍贯、身份、相貌、财富情况等项目一一载入户籍，并且以此制定税收、政治政策。在其中“计算”起到了非常重要的作用。但是，由于当时“连接能力”不强，很多人都因为逃税跑出了“编户齐民”这个户籍体系。这使得汉代中央掌握的“大数据”本身就是错误的，再加上当时的“云计算”不够科学，税收等各项政策都有很大的偏差。

这种情况在今天当然已经不存在了，公安系统内所有人的信息乃至指纹都一一存在。国家的税收、教育、房产、生育政策几乎都依次科学制定。

随着量子计算的到来，未来大数据和云计算还能发挥更大的作用。因为量子计算机是材料性质、物理性质完全和今天的计算机不一样的设备。这种计算机基于量子系统，可以进行高速运算和处理量子信息，理论处理速度是传统计算机的数十亿倍。

中国科学技术大学潘建伟院士在面对媒体时曾说到，它对某些特定问题的计算能力就可以达到目前全世界所有计算能力之和的100万倍，计算能力将会突飞猛进。此外量子计算机能耗更低。

量子计算机带来计算能力极限的大幅提升，意味着量子计算机可以分析更多数据。比如，实现精准的天气预报，躲避飓风海啸；计算优化的出行线路，让城市减少堵车；识别有效的分子组合，降低药物的研发成本和周期；甚至可以用于探索太空，较快辨别可能存有生命体的行星。

新的商业形态和社会形态将会因此诞生

可以说，量子计算机会成为科技和社会发展的引擎，也会成为驱动人工智能的重要燃料。

用阿里王坚博士的话来说，如果要在如今的前瞻技术中选择，一定选择量子计算。因为量子信息科技浪潮，将对云计算产生革命性影响，真正为人类提供没有限制的计算能力。从追随者成为引领者，这是每一个科技公司的伟大机遇。

人工智能、云计算并不只是以独立个体的形式出现的，而是不同交叉学科的产物：IT、统计、语言学等等，而到了工业化应用阶段，又需要材料科学等更加传统的行业。人工智能本质上是一个以计算机科学为主，外加其他交叉学科结合病落地的领域。

用一个亿亿次的经典计算需要一百年，但用一个万亿次的量子计算可能就0.01秒的时间。打一个不恰当的比方，我们的有生之年，电子计算机就是马车，量子计算机就是汽车。

马车和汽车代表的不仅仅只是速度不同，更是商业生态以及社会生态的不同。马车背后代表了农业社会的经济和社会形态，而汽车代表了工业社会的经济和社会形态。

量子计算同样也是如此。量子计算就像是新的“引擎”，代表了新的商业形态和社会形态。蒸汽机的到来引发了第一次工业革命，燃气机的到来引发了第二次工业革命，计算机的诞生引发了第三次工业革命，那么量子计算机的到来很可能会推动第四次工业革命的很多构想真正实现。

量子计算一旦投入使用，许多行业都将受到颠覆性的影响，目前很多看似不可能有太多突破的领域未来都会有很大的改变。就像蒸汽机是工业文明的象征一样，量子计算机带来的计算能力的突破将会有类似的意义，量子计算代表了下一代计算引擎的开始。