航空航天巨頭羅爾斯·羅伊斯（Rolls-Royce）將與以色列量子計算軟件初創(chuàng)公司Classiq，合作開發(fā)一種混合量子計算方法，將算法的一部分放在量子計算機上運行，另一部分在經(jīng)典計算機上運行，這將加快測試速度。該公司表示，混合計算方法不太可能在10年內(nèi)成為日常工作的一部分，但“立即投入算法研發(fā)至關重要”。

羅爾斯·羅伊斯表示將與Classiq保持長期合作，致力于模擬和求解流體動力學的算法，確保當量子計算機真正展露計算優(yōu)勢時，即運行相同方程比最快的超級計算機更快時，他們已在算法和應用上準備妥當。

這些算法將涵蓋計算流體動力學（CFD），它處理流體和氣體的大量繁重而復雜的數(shù)值模擬。計算流體動力學是改進先進設備設計的關鍵，可以通過優(yōu)化空氣動力學和熱力學計算來實現(xiàn)這一目標。

量子計算中用于涵蓋流體動力學的一種算法是HHL算法，它可以非?？焖俚厍蠼庖唤M線性方程。主要優(yōu)點之一是它可以在混合環(huán)境中使用，開發(fā)人員可以用Python編寫代碼并向經(jīng)典——量子計算機發(fā)送指令。部署HHL方程并將其應用于流體動力學，可以由經(jīng)典超級計算機求解方程的非線性部分，然后將線性部分交給QPU，它可以顯著完成執(zhí)行任務。

“混合方法”可能持續(xù)多年

羅爾斯·羅伊斯的量子計算首席工程師Leigh Lapworth表示，這種混合方法可能是企業(yè)應用量子計算優(yōu)勢的最常見模式，這表明超級計算機集群可以將量子處理單元（QPU）集成進來。

“最初肯定先用混合經(jīng)典量子算法，”他補充說，“同時使用超級計算機與量子計算機進行算法研發(fā)”。

雖然圍繞量子計算的大部分討論都集中在如何實現(xiàn)量子霸權，即探索量子機器能大大超越經(jīng)典超級計算機的場景。但Lapworth認為，量子計算的實際落地應用將是一種混合方法。他使用非常大的參數(shù)矩陣舉例，“我們最煩制作模擬噴氣發(fā)動機之類的東西，”他解釋說，“在未來十年，不會說某臺專門用于航空發(fā)動機的量子計算機取得成功，這將是一種經(jīng)典與量子混合漸進的過程。

羅爾斯·羅伊斯將如何使用量子計算

為了達到可以跨量子和經(jīng)典機器進行工作的目標，需要一個抽象層來簡化量子計算機的編寫過程，并允許同種算法在不同的硬件上運行。Classiq的CEO兼創(chuàng)始人Nir Minerbi表示：“這就是Classiq與羅爾斯·羅伊斯合作的解決方案?！?

他說，Classiq將提供與硬件無關的量子優(yōu)化電路，這將使它們未來能部署在不同的量子計算平臺上。

Minerbi的目標是使一切盡可能抽象化，該公司將對微觀粒子的底層操作隱藏在量子計算機內(nèi)部，創(chuàng)建了一個系統(tǒng)來盡可能地管理和自動化該過程，以便算法層可以獨立于硬件，在混合環(huán)境中運行。

Lapworth表示，量子計算將不斷改進和完善設計模擬，在幫助羅爾斯·羅伊斯實現(xiàn)凈零排放方面發(fā)揮重要作用。“量子計算機的潛力不容忽視，它將大幅減少模擬運行時間，我們今天所做的工作就是為了確保我們有能力在量子優(yōu)勢到來時從中受益?！彼f。

為這一點做好準備需要時間。Lapworth認為，當今的公司需要對這項技術進行投資，因為開發(fā)合適的算法，并在大型組織內(nèi)應用新工作方式和系統(tǒng)可能需要數(shù)年時間?！皬男袠I(yè)的角度來看，這是時間的問題，”他說，“而不是還需要質(zhì)疑量子計算機什么時候比經(jīng)典計算機更快？它能讓我們更快地進行設計嗎？”

他預計在5到10年內(nèi)，量子計算機將足夠可靠，那時可以進行認真評估?！皬脑u估到工程師們可以在業(yè)務中使用的工具，這是發(fā)展的一大步，”他說?！伴_發(fā)算法和應用程序是真正的價值體現(xiàn)，因為我們接觸算法和應用程序比硬件長得多。我們需要程序足夠穩(wěn)定，因為他們用于工業(yè)應用所需的時間遠遠超過硬件開發(fā)所需的時間。

企業(yè)必須發(fā)展量子專業(yè)知識

整個工業(yè)領域都在陸續(xù)采用量子計算，多家企業(yè)開始嘗試這項技術。例如，汽車行業(yè)一直是“弄潮兒”：寶馬，福特和大眾等公司都建立了量子項目。

Minerbi表示，到目前為止，他的團隊已經(jīng)總結(jié)出企業(yè)內(nèi)部采用量子技術的三個階段。“第一個是接觸量子，”他說。首先需要建立一些非常早期的團隊，他們將了解各種可能性，可能對量子軟件和量子云有一些實踐經(jīng)驗。

“第二階段是我們所說的量子就緒，企業(yè)有自己的用例，知道如何運行它們，可以獨立操作，不受外部服務商的制約。還擁有自己的軟件堆棧，并可以云訪問，準備完成。

Minerbi說，第三階段尚未到來，但將是企業(yè)準備擴大技術規(guī)模的時候。他補充說，多家提前采用量子計算的企業(yè)已經(jīng)開始了五年計劃，但在他們能顯著感受到該技術的影響之前，還有很多工作要做。”摩根大通，戴姆勒，?？松梨诘冗@些團隊已經(jīng)工作了五年，還在加速研發(fā)，因為還有很多工作要做，”他說。“我認為在未來三年內(nèi)，量子計算還不會改變我們的世界。但它終將為企業(yè)帶來價值，這很重要。

他補充說：“當我們擁有容錯量子計算機時——這些計算機可能由IBM，Google和其他公司建造——它將在十年內(nèi)就緒，到那時情況將大不相同。

文章參考鏈接：

https://techmonitor.ai/technology/emerging-technology/rolls-royce-quantum-computing-classiq

編譯：王珩

編輯：慕一