恒讯科技讲解:量子云计算是什么?

(99) 2024-04-24 13:01:01

没有中央处理器的电脑,只有28制程的芯片带动高端手机奔跑,这是不少人的梦想。这也是近年来,量子科技逐渐成为当今全球科技革命竞争的焦点的原因。国内外科技相关机构纷纷布局,欲在其中占一席之地。

其中,量子计算再近些年取得了突破性进展,没有芯片的电脑和手机,需要有一个线路,连接虚拟机器。云手机和云电脑,可以摆脱对本地芯片的依赖,但是无法摆脱对远程芯片的依赖,它依然需要算力。云计算机的目的,在于解决本地设备算力不足的问题,将负算力交给超级计算完成。

量子云计算的发展态势:
随着5G技术的到来,确定性时延正在为云计算推广提供一种便利。量子计算优越性已得到实验性验证,产业界与学术界纷纷加大研究投入,推动量子计算进入到实用化优势探索阶段。孕育出现的量子计算云平台将真实量子计算单元或模拟器与经典计算基础设施在云端进行有机结合,成为量子计算领域发展亮点之一。

无论是华为、阿里巴巴,还是腾讯等企业,均有云计算服务。他们主要面向企业用户,很少有面向个人用户,特别是免费面向大众用户更少。因为成本的原因,使其免费属性不具备,只能够依靠收费的方式,转移电费、硬件消耗、人员管理等成本压力。

如果未来的云计算,无法使硬件、电费等成本下降,依然使用传统的硅芯片,提供云计算算力,结果可想而知。不仅云计算芯片价格,是一笔庞大的开支,即便是电费消耗,一年也不是一个小数字。没有收费的项目,去平衡成本,也就意味着会导致亏损,最后维持云计算项目很容易出现得不偿失的结果。

面向行业应用 实用性探索升温:
量子计算云平台正在成为量子计算科学研究、应用探索和教育普及的综合服务平台。服务应用探索边界日益扩大,科研领域、教育和化学、金融等行业均有望成为量子计算实用化优势的受益者。

这一影响主要体现在加速科研领域突破方面。例如,迄今为止,基于IBM量子计算云平台所发表的论文以达数百篇,这其中有很多令人激动的成果。

深度挖掘行业潜能方面主要有两部分,一部分是做原貌的量子计算,比如量子模拟、多体物理,这些是需要直接操纵量子物理比特,并进行哈密顿计算,其本身非常适合用量子计算来解决;另一部分是AI或一些复杂的工程方程,其计算逻辑基于量子计算,存在很多变量。

量子计算云平台物理硬件多元发展:
量子处理器硬件是量子计算云平台后端实现的“基石”,也是当前阶段量子计算亟待突破的“核心命题”。其中主流技术路线包含超导、离子阱、硅基半导体、光量子、NV色心等,呈现多元化发展态势。

在这一领域,我国科学家不断努力,多个技术路线与欧美学术研究方面差距在缩小,局部研究成果达到了全球先进水平。

除此之外,随着未来量子计算标准的推进与完善,量子计算综合评价指标和测试基准将成为衡量量子计算云平台算力提供的重要依据。

早在十多年之前,云计算、虚拟电脑,虚拟手机等概念和项目已经产生。但是,在大多数产品,并不为公众所熟知,更不为大家所使用。但是,如果未来使用量子计算机,将会带来的效果不一样,对云计算的推广意义也将大不相同。

我国量子云计算产业虽然起步晚,但在各个角色上都没有缺席。一颗5纳米芯片的算力,使用量子计算机处理相同的结果,可能只需要100万分之一的资源利用率就可以解决。中国一共拥有14亿人,使用量子计算机,也许2万颗量子处理器,就可以给每个人分配几个5纳米云芯片。

与硅芯片耗电量大相比,量子计算机采用半导体可能会耗电大一些,国内推行的光量子计算方式,其耗电量会非常低,对电费开支节约有很大的意义。无论是半导体,还是光子制作的量子计算机,他们与硅芯片制作的云计算服务器相比,在成本控制上有着优秀的表现,更适合成为大众消费品。

总的来说,量子计算目前处于关键发展时期,技术研究和先导性技术、应用、服务性质的测评验证需求日益迫切。欧美等发达国家积极开展了量子计算技术验证及平台构建项目。其中,量子计算云平台不仅作为展示量子计算技术及服务能力的途径,也是量子计算测评验证关注对象之一。“云平台不光是作为输出方的角色,本身也是非常好的载体,可以作为进行技术验证还有一些标准的提供数据依据。”
 

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