《流浪地球2》這樣一部硬核科幻片火爆春節(jié)檔之后，作為“幕后黑手”的MOSS 展現(xiàn)出了人類對高性能計算機(jī)的想象。?

對于高性能計算機(jī)的想象

20世紀(jì)50年代作為科幻黃金時代，涌現(xiàn)出一大批流傳至今的科幻作家和他們的科幻作品，在當(dāng)時流行的反烏托邦題材或者賽博朋克主題中，有一類問題經(jīng)常被拿出來討論：如何界定強(qiáng)人工智能與人類之間的區(qū)別。

菲利普迪克在《少數(shù)派報告》中就提出了一個問題，用計算機(jī)來判斷一個人有罪是否正確；他的另一部作品《仿生人會夢見電子羊嗎？》沒有給出具體答案，只是假借“默瑟主義”引出了更大的疑惑。這部作品與2019年上映的《流浪地球》背景類似，地球?qū)⒁龅骄薮蟮沫h(huán)境變化導(dǎo)致人類無法生存，而人類需要尋找新的生存方式。

此外，諸如阿西莫夫，海因萊茵，劉慈欣等科幻作家都寫過這類題材。

在這些作品中，遠(yuǎn)超經(jīng)典計算機(jī)算力的超高性能計算機(jī)都扮演了重要的角色，他們是驅(qū)動這些強(qiáng)人工智能的“心臟”。從技術(shù)上來說，量子計算機(jī)是現(xiàn)在人類最有可能實現(xiàn)的超高性能計算機(jī)方案。

最近大火的《流浪地球2》中，550系列量子計算機(jī)貫穿整個故事，名為“MOSS”的550W型計算機(jī)甚至有“大反派”的角色設(shè)定，留下暗線，埋下結(jié)尾的伏筆。誠然，科幻作品需要一些超前的科技成分，人類目前也沒有“MOSS”級別的量子計算機(jī)，我們暫時不用擔(dān)心量子計算機(jī)會加害人類，那么現(xiàn)實中的量子計算機(jī)到底是什么樣的？

目前的量子計算機(jī)水平

從技術(shù)路線上來說，量子計算機(jī)按照物理體系大致可分為超導(dǎo)、半導(dǎo)體量子點、拓?fù)?、離子阱、光量子等類別，以現(xiàn)有的量子計算發(fā)展水平來說，《流浪地球2》中的550系列很有可能基于超導(dǎo)、半導(dǎo)體量子點或者光量子這三個中的一個。

電影中的550系列看上去即插即用，在月球和水下等各種惡劣環(huán)境都能使用，似乎采用的是不需要制冷設(shè)備的光量子路線。但是，影片里展示的550W研發(fā)場景時，馬兆身后有一臺巨大的稀釋制冷機(jī)，似乎550系列走的又是超導(dǎo)或半導(dǎo)體量子點路線。

也許在這部科幻電影中，技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)讓制冷設(shè)備的體積大大縮小了也未可知。

值得一提的是，在《流浪地球2》中介紹550系列時提到了它采用了來自歐洲的技術(shù)。

現(xiàn)實中，歐盟在2018年啟動了量子旗艦項目，投入達(dá)10億歐元。其中正在進(jìn)行的重點項目?OpenSuperQ?旨在研發(fā)具有100個量子比特的量子計算機(jī)。

本項目集結(jié)了歐盟最頂尖的科研團(tuán)隊。Zurich Instruments （蘇黎世儀器）是這一項目參與方之一，是唯一的負(fù)責(zé)提研發(fā)溫電子系統(tǒng)的廠商。

Zurich Instruments （蘇黎世儀器）的第二代量子計算控制系統(tǒng)具有更高的可擴(kuò)展性和同步精度，響應(yīng)更快，專用性更強(qiáng)，可以幫助科研人員更快地迭代升級量子芯片設(shè)計和更廣泛的探索量子計算的應(yīng)用。

除了?OpenSuperQ 項目外，Zurich Instruments （蘇黎世儀器）還參與了許多其他的量子計算機(jī)項目：

• MUNIQC-SC 項目——本項目計劃研發(fā)一臺能夠運(yùn)行實用NISQ(含噪聲的中型量子)類型的算法的100量子比特以上的超導(dǎo)量子計算機(jī)。Zurich Instruments （蘇黎世儀器） 德國負(fù)責(zé)研發(fā)適用于三維量子芯片的高保真的讀取方案，并且支持量子處理器的自動化校準(zhǔn)。

• QSolid項目——本項目持續(xù)5年，預(yù)算達(dá)7600萬歐元。Zurich Instruments （蘇黎世儀器） 研發(fā)負(fù)責(zé)量子操控系統(tǒng)的，優(yōu)化大帶寬的通信數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

• SuperQuLAN 項目——本項目旨在建立量子計算機(jī)的本地網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)量子計算機(jī)的集群。Zurich Instruments （蘇黎世儀器）是這一項目的產(chǎn)業(yè)合作伙伴。

MOSS 離我們有多遠(yuǎn)？

電影里，MOSS 自報家門，自己的性能達(dá)到了8192個量子體積。

據(jù)報道，2022年5月，IBM 在基于27個超導(dǎo)量子的平臺上實現(xiàn)了512量子體積；霍尼韋爾基于離子阱實現(xiàn)了具有20個量子比特，量子體積已經(jīng)達(dá)到8192。

雖然這個數(shù)字上已經(jīng)跟電影里一樣了，但是霍尼韋爾的那一套只能運(yùn)轉(zhuǎn)一個算法，相比于MOSS那樣的通用量子計算機(jī)，算力水平上還相距甚遠(yuǎn)。

因為算力有限，當(dāng)下的量子計算機(jī)還不具備具有重大意義的應(yīng)用，具有商用價值的量子計算機(jī)還沒有問世。

現(xiàn)有的各種路線——離子阱或超導(dǎo)量子——都面臨著不同的技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，在超導(dǎo)量子計算方向上，科研人員正在尋求提升量子門操控的保真度的方式，嘗試量子糾錯的算法，創(chuàng)新量子比特操控和讀取的方法。

如果非要問多久才能實現(xiàn), 目前還真不知道答案。只能說相比于550W，現(xiàn)在的這些量子設(shè)備只能說都是些“大玩具”罷了。