2022年，三家专门从事量子计算技术的上市公司股价暴跌，“量子冬天”被人提起。但在Q2B上，你很难找到一丝悲观情绪，参与者展示了实用量子计算机的持续进展，来自大企业的拥有博士学位的研究人员讨论了他们的工作，一项研究表明对研究和投资冻结的担忧正在减少。



听一些人说，量子计算的进展将很快停滞，进入“量子冬天”，大公司冻结他们的开发计划，投资者停止对创业公司的大量投资。

“冬天来了，”慕尼黑数学哲学中心的物理学家兼作家萨宾·霍森费尔德（Sabine Hossenfelder）在11月的一段视频中说。“这个夸大的泡沫最终会破裂。只是时间问题。”

有迹象表明她是对的。2022年，量子计算遇到了困难，三家专门从事潜在革命性技术的上市公司的股价暴跌。寻求数量优势的创业公司正在联合起来，根据全球量子智能分析师的计算，到目前为止已经有8起合并。

但是在12月份的会议Q2B上，你很难找到一丝悲观情绪。行业参与者展示了实用量子计算机的持续进展，来自大企业的拥有博士学位的研究人员讨论了他们的工作，一项研究表明对研究和投资冻结的担忧正在减少。

“我不认为会有量子冬天，但有些人会冻伤，”全球量子智能分析师道格·芬克（Doug Finke）在Q2B上表示。

量子计算依靠原子级物理的怪异规则来执行传统计算机无法完成的计算，如今天的电话、笔记本电脑和超级计算机。大规模、强大的量子计算机仍需数年时间。

但是进步是令人鼓舞的，因为从传统计算机中挤出更多的性能越来越难了。尽管量子计算机无法完成大多数计算工作，但它们在改变我们的生活、实现更好的电池、加快金融计算、提高飞机效率、发现新药和加速AI方面具有强大的潜力。

量子计算高管和研究人员敏锐地意识到量子冬天的风险。他们看到了AI领域发生的事情，在今天的活动之前，这个领域曾被搁置了几十年。在Q2B的采访中，一些人说他们正在努力避免AI的早期问题被夸大。

“每个人都在谈论AI冬天，”量子计算机制造商QuEra的首席执行官亚历克斯·基斯林（Alex Keesling）说。“我们学到了什么？人们正试图调整他们的信息...这样我们就可以避免像AI冬天这样预期膨胀的事情。”


量子计算技术


在量子计算软件和服务公司QC Ware组织的Q2B会议上，量子计算应用一次次出现。尽管量子计算机到目前为止只能处理这些例子的简单测试版本，但摩根大通、福特汽车、空中客车、宝马、诺和诺德、现代和英国石油等大公司正在投资R&D团队和概念验证项目，为其铺平道路。

企业的努力通常与初创公司和大公司的硬件和软件努力相结合，如IBM、谷歌、亚马逊、微软和英特尔，它们在量子计算上投入了大量资金。支撑这项工作的是美国、法国、德国、中国、澳大利亚和其他国家对量子计算研究的政府资助。

虽然传统计算机对代表1或0的位进行操作，但量子计算机的基本数据处理元素（称为量子位）非常不同。量子位可以通过一种叫做叠加的概念记录0和1的组合。由于一种叫作纠缠的现象，它们可以连接在一起，容纳比传统比特一次能存储的多得多的计算状态。

今天的量子计算机的问题是量子位的数量有限，IBM最新的鱼鹰（Osprey）量子计算机中有433个——以及它们的片状结构。量子位很容易受到干扰，破坏计算，因此限制了可能的运算次数。在最稳定的量子计算机上，单次操作产生错误结果的可能性仍超过千分之一，与传统计算机相比，这一错误率高得令人羞耻。量子计算计算通常要反复运行很多次，以获得统计上有用的结果。

今天的机器是NISQ时代的成员：嘈杂的中等规模量子计算机。目前还不清楚这种机器是否能胜任测试和原型制作之外的工作。但所有量子计算机制造商都在走向一个更美好的“容错”时代，在这个时代，量子位更稳定，并被组合成长寿的“逻辑”量子位，修复错误以持续更长时间。这就是说，真正的量子计算优势到来的时候，可能是五年或更久以后。


量子计算炒作


量子计算在走向成熟的过程中面临许多挑战。其中之一就是炒作。谷歌在2019年发布的“量子至上”声明引起了人们的关注，在该声明中，谷歌的机器在一项实际上没有完成有用工作的学术任务上超过了传统计算机。长期支持量子计算的加州理工学院物理学家约翰·普雷斯基尔（John Preskill）一再警告炒作。如今，公司专注于更务实的“量子优势（quantum advantage）”目标，即在现实世界的计算挑战中击败传统计算机。
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这项技术可能会很大并且具有破坏性，这激起了投资者的兴趣。在过去的14个月里，三家量子计算机制造商将他们的公司带到了公开市场，走的是更快的特殊目的收购公司（special purpose acquisition company，SPAC）路线，而不是传统的首次公开募股（IPO）。首先是2021年10月的IonQ，然后是3月的Rigetti Computing和8月的D-Wave Systems。

不过，近几个月来，市场对科技公司并不友好。IonQ的交易价格是其发行价的一半，D-Wave下跌了约四分之三。Rigetti的股价约为其最初价格的十分之一，还失去了创始首席执行官。

尽管量子计算机初创公司没有失败过，但一些合并表明，如果团队联合起来，前景会更好。其中，霍尼韦尔量子解决方案公司（Honeywell Quantum Solutions）于2021年与剑桥量子公司（Cambridge Quantum）合并成立Quantinuum。2022年，Pasqal与Qu&Co合并；ColdQuanta收购了Super.tech，最近更名为inflection。


量子计算现实


但现实是，量子计算炒作并不普遍猖獗。在Q2B上，量子计算的倡导者一次又一次地表明，他们的预测是有分寸的，并对即将到来的突破保持警惕。量子计算将“比火更大”的评论是例外，而不是规律。

相反，倡导者更愿意指出稳步发展的合理记录。量子计算机制造商已经逐渐增加了量子计算机的规模，改进了其软件，并减少了干扰计算的量子比特噪声。建造量子计算机的竞赛与耐心和未来数年的技术路线图相平衡。

例如，谷歌在2022年实现了第一个纠错里程碑，预计在2025年左右实现下一个里程碑，然后在计划于2029年推出真正强大的量子计算机之前，其路线图上还有两个里程碑。Quantinuum和IBM等公司的其他路线图同样详细。

新的量子计算成果不断涌现。云计算巨头亚马逊通过访问他人的量子计算机开始了其Braket服务，现在也在自己的机器上工作。在Q2B上，诺和诺德基金会（Novo Nordisk Foundation）在其诺和诺德制药公司的资助下，宣布了一项计划，为丹麦哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所（University of Copenhagen's Niels Bohr Institute）的生物科学资助一台量子计算机。

这是一个长期的计划，预计它将能够在2035年解决生命科学问题，物理学家彼得·克罗格斯特拉普·杰佩森（Peter Krogstrup Jeppesen）说，他从微软的量子计算研究职位上离职来领导这项工作。

“他们真的真的在玩长线游戏，”诺和诺德基金会的科学领袖卡萨尔·马霍（Cathal Mahon）说。


什么会导致量子冬天？


一些创业公司看到了冷淡的投资环境。Qedma首席执行官阿西夫·西奈（Asif Sinay）表示，如今筹集资金更具挑战性，QE DMA的错误抑制技术旨在帮助从量子计算机中挤出更多能量。但他对形势更加乐观，因为他现在没有寻找投资者。

加拿大商业发展银行（Business Development Bank of Canada）的邓肯·斯图尔特（Duncan Stewart）表示，跟上技术路线图对初创公司至关重要，该银行已投资量子计算初创公司。他说，其中一家位于魁北克的Nord Quantique，“将根据18个月后是否达到技术里程碑来决定生死”。

但Quantinuum首席运营官托尼·奥特利（Tony Uttley）认为，启动困难不会导致量子冬天。不过，他说，可能引发冬天的两种情况是，如果一家大型量子计算公司停止投资，或者整个行业的进展停滞。

量子计算行业没有把所有鸡蛋放在一个篮子里。各种设计包括捕获离子、超导电路、中性原子、半导体上的电子和光子量子位。

“我们还没有接近能够处理商业相关问题的通用量子计算机，”领导亚马逊网络服务量子硬件工作的物理学家奥斯卡·佩因特（Oskar Painter）说。但即使作为一个自称愤世嫉俗的物理学家，他说，“我非常确信我们会到达那里。我确实看到了实现这一目标的途径。”

编译：镨元素
英文：https://www.cnet.com/tech/computing/quantum-computing-will-change-our-lives-but-be-patient-please/