风口上的量子计算机:核聚变一样的赌局 钻石一样的骗局

2021年02月24日 20:49 次阅读 稿源:脑极体 条评论

刚刚过去的一年里,量子计算一直是上至庙堂、下至老百姓关注的焦点。国家层面,各国都在加大相关扶持投资,在美国商务部的出口管制清单上,量子计算赫然在列,俨然已经成了未来国家战略博弈的重中之重。

在产业层面,也不时有突破的新闻传来。中美科技巨头们基本都没有缺席,在硬件量子电路模拟器、量子计算机、操作系统、算法软件等等都有大大小小的创新。

技术封锁焦虑、商用化加速、政策扶持、产业生态、资本涌动…… 几方要素交汇在一起,一些 “小机灵”就有点坐不住了——这熟悉的配方,不正是风口的味道吗?

于是下面这样令人啼笑皆非的创业梦就开始涌现了。

量子计算机,真的是一个好生意吗?

目前看来,它更像是一场混杂了赌徒与骗子的游戏,有人在 “用青春赌明天”,而有的人只想 “过把瘾就死”。

你我都在牌桌上:一场未来豪赌

首先要说明的是,这里的 “赌徒”并无贬义,事实上,科学家、发明者在一些伟大的研究中或多或少都有 “赌”的成分。

中科院院士郭光灿就曾把量子计算比作一个山洞,鼓励中国的科研人员有勇气冲进去,哪怕洞里的一切都是未知的。

如果要给量子计算找个伴,可控核聚变可能比较类似:

· 都能带来颠覆性的改变。可控核聚变可以彻底解决地球能源匮乏问题,实现 “无限能源”,大型强子对撞机理论上可以一秒钟制造一个黑洞,量子计算机的数据处理能力,可以只用 0.01 秒做到超级计算机需要 100 年才能算出的方程组,快速破译现在的任何密码,因此也有人认为它们可以 “让人具备神一样的能力”。

· 都有行星级的战略高度。量子计算和可控核聚变一样,都被视为人类探索太空、进入宇宙的必备技术,最先掌握该科技的国家也最有可能率先进入深空时代。

▲(紧密的量子组件)

· 都存在许多有待突破的底层技术难点。量子和粒子一样,都极其不稳定,很容易受到外界环境的干扰。因此在目前的技术条件下,不仅可控核聚变在成本、功效、稳定性、装置尺寸等方面都有很大的困难,量子计算机也因为类似的问题,迟迟没有进入实用化阶段。

都需要体系化生态化的产业联动。比如特种材料、关键设备、极端条件下的精密制造等关键,以及操作系统、软件生态等并跑。

▲(谷歌 CEO 桑达尔 · 皮查伊(Sundar Pichai)与谷歌量子计算机 @ Santa Barbara lab)

所以,现在这两个领域站上了牌桌的,要么是国家科研机构,要么是科技巨头们。比如微软就嘲笑谷歌选择用超导量子比特是一条死胡同,而自己选择的拓扑量子比特也被吐槽 “根本不存在”。看起来很傻,但探索未来,即便注定是一场豪赌,愿意参与其中的玩家依然是可敬的。

量子计算机这门武功,并不是 “唯快不破”

而同样是国家重视程度、资本投入规模、应用价值前景、技术发展路线图也不缺,怎么不见有人出来声称准备创业造大型对撞机呢?是可控核聚变技术不够硬核,还是 “计算机”这三个字让他们误会了量子计算的门槛?

说到这里,我估计有一些人已经准备开骂了:

1. 还跟核聚变比,你怎么不跟 AI 比,AI 还有三次寒冬呢,凭什么说量子计算机未来十几年没有戏!

2. 不懂就说 “忽悠”“不可能”,民科真可怕,创业者有多努力你知道吗?

3. 不管真的假的,声势大总能让某国知道咱的厉害吧,都说 21 世纪是争夺 “量子霸权”的时代,你是不是见不得中国好!

首先,历史上的人工智能寒冬基本是由于不成熟的技术水平与人们对技术的不合理遐想之间的不匹配所导致的,会随着算法、数据、算力等的显著进步而迎来新的发展,“寒冬”只是披着狼皮的羊。而量子计算机本身就处于科技树上比较高的存在,谷歌量子研究员就认为 “量子计算机的建造过程本身可以揭示宇宙的基本真理,这不是公司之间的竞争,是人类科技与自然的对抗”。

目前连基础科学问题都没有解决,硬件制造几乎是 “一片空白”,更别提商业化应用条件的完善和适配了。晶体管都没发明出来就想卖电脑,显然有点想太多。

▲(IBM 在 2019 年推出 53 量子比特的可 “商用”量子计算机)

而就连资深的量子计算科学家及研究者都认为量子计算尚处于起步阶段,开发量子计算机硬件更是有着超高的难度。IBM Q 网络的负责人 Anthony Annunziata 承认,到目前为止,还没有任何量子计算的商业应用能打败传统计算。

即便技术路径正确,也会因为工程化问题而中短期都无法兑现商业价值,这对不了解实际情况的投资人和股民又是否公平呢?

更何况,让我们发自内心感到自豪的,应该是那些科学家们日以继夜的潜心探索和点滴进步,而不是靠资本热潮 “画饼”营造出的繁荣幻觉,或是自欺欺人的 “量子优势”,不仅会让民众陷入盲目追捧,更可能引发技术方向的偏差,以及国际政治局势下的更多遏制,多少有点不划算了。

大部分量子计算机创业肯定还是要寻求资本助力的,这时候一系列问题也就来了:

第一,量子计算机企业的创业融资周期往往都以十年计,即便有一定的科研积累,融资速度也不容乐观。瑞士 IDQ 在成立 12 年后才获得第一笔 560 万美元投资。有业内人士认为,即便投资、技术都强大如谷歌,10 年也是量子计算机实现商用级应用的最短时间。有多少创业公司能挺到那个时候呢?

如果创业者家里有矿,咱也不能拦着人家追逐梦想。这就面临下一个问题,就算技术攻关成功了,后续还有更长的路要走。比如如何回收投资,进入商业回报周期?

靠销售量子计算机?在某些领域未必比经典计算机表现好。谷歌现在就努力挑战美国 NASA 国家航空航天局和欧洲核子研究中心等,IBM 也选择了与 MIT、洛桑联邦理工大学等学术机构合作,来证明量子计算机在科研等细分领域的能力。

靠批量生产降低成本?IBM 此前曾宣布实现了量子计算机的 “可商用”,而交付出来的设备并不是一台真正的量子计算机,只是将云端的量子计算能力移植到了一体机中。而即便是一台不纯粹的所谓量子计算机,也拥有十分庞大的体积。在实现装置的微型化及工程化之前,想要买到低于千万美金的真 · 量子计算机,看来都很难。

▲(谷歌量子计算实验室内的低温恒温器)

靠稳定可靠的计算能力?目前量子计算机的芯片得通过低温恒温器来保持在 “绝对零度”附近,比外太空的温度还要低,但仍然不能保证计算的准确性。甚至有人认为量子设备容易受热波动影响的问题可能永远无法完全克服,是否能满足真实客户的需求,还是一个谜。

万一有天才将上述问题都解决了,还要给客户提供好用的系统和各种软件吧?开发语言、算法、生态等都准备好了吗?

▲(微软和谷歌联合推出的在线互动课程《量子计算机编程》)

的确,在移动互联网、人工智能等创业浪潮中,我们没少看到 “唯快不破”、靠资本快速扩大规模取得压倒性胜利的神话。但量子计算机这个 “神族斗法”的领域显然是另一套玩法。

它既需要登峰造极的内功,完成底层技术的全面突破;也需要锻造出强悍的身体和招数,出手稳准狠,击碎工程化路上的壁垒。同时还要有一呼天下应的号召力,吸引开发者、设备制造商等齐心协力来打造生态,成就一个前所未有的繁荣武林。

风口,像钻石骗局一样无懈可击

对于上述问题,其实很多非常有名气的量子计算机企业也都没有找到答案,因此,它们往往顶着 “量子计算机”之名,却在做着其他的事儿。

比如打技术的 “擦边球”。2011 年就推出了商用 “量子计算机”还成功卖出去(售价高达 1500 万美金)的 D-Wave,就用的是 “量子退火”技术,并不是用 “量子比特”的原理和特性来进行计算的,不能运行量子算法,也无法超越传统计算机的性能。

筹集了 2.15 亿美元(约 15.2 亿人民币)启动资金的 PsiQuantum,则组建了一个 100 多名工程师的团队,打算开发一种基于光子技术的 100 万物理量子比特量子计算机。

这些 “剑走偏锋”的方法并不是通过量子纠缠实现的量子计算,到底算不算真正的量子计算,学术界一直存在争议。

▲(PsiQuantum CEO Jeremy O’Brien 来源:彭博商业周刊)

或者是扮演 “送水人”的角色,放弃了对通用量子计算机的研发,主攻相关工具、软件,以及特定技术如跟机器学习的结合等等。

比如总融资近 2 亿美元的 Rigetti Computing,就在研究量子处理器(QPU)、控制系统、编程工具等等。Q-CTAL 通过工具让量子计算机的硬件性能可以提高百倍。英国公司 Cambridge Quantum Computing 为商用量子计算机提供工具开发服务。霍尼韦尔投资的 Zapata Computing,则开发软件允许用户在量子设备上工作。

这些已经是明星级项目了。那么,很多人明知道真量子计算机道阻且长,依然想进来分一杯羹,到底在打什么算盘呢?

一部分是明知成不了,但以 “量子”名义做一些传统通讯、光通讯等业务,不失为一种吸睛的包装。反正目前大家都造不出来商业化的量子计算机硬件,几十年后的事情,如果我造出来了,那不就是利国利民的大好事?就算没造出来,至少也参与并推动了量子计算事业的发展嘛。

某种程度上跟钻石这个 “世纪骗局”很像,最开始有人营销了一个概念,不明就里的买家相信了,越来越多的人参与到产业链中,打造出一个虚幻的华美市场,醒过神儿来的买家有的离开了,而更多人开始知道并走进了这个游戏…… 一切看起来似乎无可指摘,皆大欢喜,但又透露着一丝诡异。或许对更多人来说,还是希望看到更务实也更有可行性的创业方向吧。

不含偏见地说,比起量子鞋垫、量子疗法、量子波动速读这样的劣质骗局,量子计算机创业热潮至少有着相对扎实的技术积累与底气,也让大众了解了量子计算的真实发展情况。尽管,它依然是想象多过真实。

物理学家约翰 · 普莱斯基尔 (John Preskill)把这个时代,称为 “嘈杂中间尺度量子”(NISQ)时代,认为人类离打造出实用量子设备还有很长的路要走。其中必然充满了各种混淆的声音与狂欢。在一次次潮涨潮落之中,相信人类终会完成这场山长水远的冒险。

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