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前瞻者说 | 专访量旋科技冯冠儒博士:量子计算有望成为新时代的工业引擎

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 崔铭格 • 2022-12-30 14:45:01 来源:前瞻网 E6048G0
100大行业全景图谱

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在全球经济放缓的当下,数字经济业已晋升为中国经济发展的关键推动力。2022中国数字经济主题报告显示,从2012年到2021年,我国数字经济占GDP比重由20.9%提升至39.8%。国务院报告指出,到2035年,我国数字经济将迈向全面扩展期。

可以预见,数字化将成为未来的时代主题,如同农业时代的重要生产力水力,工业时代的电力,数字经济时代也有算力。

那么,数字经济时代,算力到底有多重要?

小至智能手机,大到超级计算机,算力早已融入日常工作和生活,人们对算力的需求不断增强。可以说,算力网络作为数字时代的信息基础设施,将成为数字经济高速发展的“基石”之一。

面对成倍暴增的数据信息、复杂多样的数据处理需求,经典计算的算力显然已经力不从心,于是,面对日渐庞大的数据缺口,拥有强大算力的量子计算被推上了历史舞台。

本期《前瞻者说》邀请到了国内量子计算领域杰出创新企业——量旋科技联合创始人、资深科学家冯冠儒博士,她将根据多年量子计算领域一线研究经验,用通俗易懂的语言为我们剖析量子计算产业的现状与趋势。

01 算力引领产业新革命

纵观基础学科,材料学、化学、固体物理、核物理都离不开量子力学。

随着科技发展,突破新技术的难度越来越高,而想要继续深挖自然规律,就要从量子力学中寻找机会,量子计算作为量子科技领域的三大重要战略方向(量子计算、量子通信、量子传感)之一,成为当前科学界的重点冲击目标。

冯冠儒博士介绍,“经典计算以晶体管为计算单元,通过提高芯片上的晶体管密度来提高算力,而晶体管的密度不能无限大,因此经典计算算力有限;而量子计算则可以利用量子叠加态提供量子并行性,一次性完成所有计算,并从中举出最优方案。”

通过数据能够更直观的感受量子计算的碾压性优势,以质因子分解300万大数据为例,目前万亿次的经典计算机,大约需要15万年,而使用量子计算机则只需要1秒。

强大的计算能力不止吸引着科学界的关注,更吸引着资本大量涌入,仅仅2022年1-9月,国内完成融资的量子计算公司已有8家,量旋科技作为其中的佼佼者完成总额近亿元的Pre-B轮融资。

不同于科研院所与高校仅需考虑科研水平,对于科技企业来说,如果直接将新技术与商业价值挂钩非常危险,真正高效的商业决策需要在深刻了解技术的发展环境后才能做出。

中国的土壤就非常适合量子计算领域公司发展。早在2015年5月,国务院发布的《中国制造2025》中就提到了积极推动量子计算等信息技术产业发展。

不仅如此,随后的几年量子计算被纳入国家重点发展项目。2016年“十三五”规划中,量子计算被纳入国家战略级重大科技项目之一,而2020年的“十四五”规划强调大力发展以量子技术为特征的新一代高新技术。

同时,为响应国家号召,各省市也发布了一系列政策积极推动量子科技的发展。

不仅如此,据国务院发展研究中心统计,过去几年中,中国政府对于量子计算发展的公共投资达到了惊人的百亿美元,处于全球领先地位。

政府支持对于高科技企业发展的重要性不言而喻,但商业化才是行业盈利的基础逻辑。

那么量子计算技术究竟要如何商业化?

02 量子计算商业化还有多远

冯冠儒博士表示,量子计算在生物医药、人工智能、能源、化工、材料、信息安全、金融、航空等多个领域拥有广阔应用价值。

在生物医药领域,量子计算可加速结构筛选,能为药物研发节省大量时间和资金。冯冠儒博士解释到,根据一些药企高管的预估,通过量子模拟,新药物发现率将提高5-10%,研发时间将节省15-20%,药物审批率也可以提高1.5-2倍。

在金融领域,量子计算解决方案将全面改变金融行业各细分领域的管理优化方式,包括投资组合的优化,期权的定价与对冲,风险管理以及数据安全。未来,由庞大数据驱动的金融AI是量子计算商业化落地的首选之一,量子计算也将成为其创新驱动的核心来源。

冯冠儒博士介绍,量旋科技曾与华夏银行合作,用量子计算为其解决了ATM裁撤问题。随着移动支付的普及,ATM机的使用频率下降,使用量子神经网络模型可以精确高效的筛选出效能低、使用率低的ATM机,从而分析出最合理的裁撤方案。

在人工智能领域,人工智能的深度学习能力,跟量子计算机的指数级算力相结合,可以高速完成大型矩阵的操作与处理,应用在自动驾驶、机器人、自然语言处理等领域,“在机器学习、图像识别、自然语言处理等领域都会有比较大的应用潜力”,冯冠儒博士解释道。

此外,量子计算还能帮助航空、化工等诸多领域快速找到合适高效的解决方案。

尽管量子计算行业正处于起步期,但其在各行各业的潜力巨大,创造的价值令人无法忽略。据Hyperion Research估计,2022年,全球量子计算市场年收入为6.14亿美元。

冯冠儒博士介绍,因国内量子计算市场尚处于萌芽阶段,并没有中国官方的具体数据,但波士顿咨询、麦肯锡咨询等国际市场对全球量子计算产业化非常乐观,他们预估到2025年,全球量子计算市场规模将达到50亿美元,15年之内,量子科技市场规模将达到万亿美元量级。

庞大的市场潜力自然吸引着玩家的纷纷入局,目前,量子计算领域主要有四类参与者:IBM、谷歌、霍尼韦尔等科技巨头;量旋科技为代表的量子计算初创公司;中科院、美国费米国家实验室(Fermilab)等国家科研院所;最后一类是中国科学技术大学、滑铁卢大学等国内外高水平的研究型大学。

从国内来看,华为、腾讯、阿里等大体量大规模企业的加入无疑抬高了量子计算的准入门槛,也抢占了人才、专利技术等业内诸多资源,这给想要参与竞争的初创企业带来了更大的投入难度和竞争压力,截止2022年底,国内量子计算领域初创企业不过十几家。

冯冠儒博士认为,与行业内的其他玩家相比,“大家分布在不同的技术路线上,而差异化的技术路线是我们的特色和优势”。

量旋科技在创立初期就确立了核磁共振和超导芯片的两种量子计算技术路线。在核磁共振技术路线上,量旋科技将产品与教育领域结合,成功完成量子计算的商业落地。其推出的核磁共振桌面型量子计算机“双子座”,拥有便携性、稳定性、免维护等优势,无需维持低温环境即可工作,产品受到大学、高中、科研馆等科研用户的广泛欢迎,目前客户分布在全球各地,其中海外客户占据60%左右。

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在超导芯片技术路线上,量旋科技已经完成了超导芯片量子计算机的原型机、超导量子芯片和量子芯片EDA 软件、射频测控系统的研发,未来将能够提供从软硬件产品到应用服务的一站式解决方案。

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相对于门槛较高的量子计算机,量子计算云平台的使用则更便捷。量旋科技的“金牛座”量子计算云平台,仅通过线上接口,就可以访问不同体系下的量子计算硬件设备。

冯冠儒博士还介绍,通过量子计算云平台以及相关量子计算应用产品的研发,量旋科技正在跟生命科学龙头华大基因研究院、金融巨头华夏银行和微众银行等多家企业进行合作探索,未来将进一步赋能科研教学、药物研发、金融科技、人工智能等诸多前沿领域,跟合作伙伴共建场景化应用和解决方案。

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目前看来,量子计算机硬件产品与量子计算云平台服务,是量子计算行业实现商业化的主要模式。

03 机遇与挑战并存

在技术频繁创新的当下,没有一劳永逸的商业模式,尤其是正处于起步期的行业,挑战与机遇并存。

冯冠儒博士认为,中国量子计算产业化面临的最大挑战是发展较晚,工程化经验少。“其实很多工程上的实现,并不是因为原理上的欠缺,或者说科学认知上的欠缺,而是一些工程化的技术细节需要靠时间积累”。

“就像烹饪,菜谱其实并不神秘,而重要是在实践当中积累的技巧和经验”。

在技术方面,冯冠儒博士提到,不断提升量子比特数、在量子比特工作时屏蔽外界各种噪声的干扰等,都是尚待解决的问题。

未来几年将是量子计算技术进步、商业化水平提升、产业合作格局进一步完善的重要阶段。

对于大国间科技竞争,冯冠儒博士信心满满,“这个行业才刚刚起步,就像万米马拉松,开头的五十米或一百米,并不能决定终局。而重要的是,我们对行业的前景和公司的潜力充满信心”。

制作:前瞻经济学人 产业观察组

特别鸣谢:量旋科技对本期栏目的内容支持

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