玻色量子CEO文凱博士：走向AI時(shí)代的量子計(jì)算
9月23日，由北京市朝陽區(qū)人民政府和未來論壇主辦的“2021未來青年論壇”在北京昆泰嘉瑞文化中心成功舉辦。本屆論壇主題為“可持續(xù)科技”，邀請(qǐng)了未來科學(xué)大獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人、投資界、企業(yè)界等行業(yè)領(lǐng)袖，主要結(jié)合全球科技創(chuàng)新趨勢(shì)和重點(diǎn)，分享前瞻性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)的洞見，積極推進(jìn)跨界、跨學(xué)科的科研創(chuàng)新交流，是國內(nèi)最具聲望的科技行業(yè)盛會(huì)。
在論壇現(xiàn)場(chǎng)，玻色量子創(chuàng)始人&CEO文凱博士發(fā)表了以《走向AI時(shí)代的量子計(jì)算》為主題的專題演講。文凱博士總結(jié)歸納了量子計(jì)算近40年的階段性發(fā)展歷程與里程碑式關(guān)鍵事件，深入闡述了量子AI興起和爆發(fā)的背景環(huán)境，以及結(jié)合碳中和的相關(guān)發(fā)展，在AI時(shí)代更需要量子計(jì)算賦能的核心原因。
文凱博士認(rèn)為：“自從深度學(xué)習(xí)被提出以來，深度學(xué)習(xí)參數(shù)的高速提升和大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都是AI快速發(fā)展的直接表現(xiàn)，而量子計(jì)算可以高效改善AI快速發(fā)展所帶來的算力低、存儲(chǔ)小、帶寬窄、容錯(cuò)低、能耗高等問題?！?/strong>
截至目前，量子計(jì)算已經(jīng)發(fā)展了近40年。1981年5月，麻省理工學(xué)院舉辦了首屆面向計(jì)算的物理學(xué)大會(huì)，美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的保羅·貝尼奧夫和當(dāng)時(shí)就職于加州理工學(xué)院的理查德·費(fèi)曼首次提出了“量子計(jì)算機(jī)”的概念，從此量子計(jì)算就登上了歷史的舞臺(tái)。
文凱博士講道，量子計(jì)算發(fā)展主要包含以下四大階段：
1、1981~1993年，是理論提出及探索階段，主要物理學(xué)家有保羅·貝尼奧夫、理查德·費(fèi)曼、大衛(wèi)·德依奇（Deutsch算法提出者）。
2、1994~2009年，是通用量子算法發(fā)展階段，主要物理學(xué)家有彼特·肖爾（shor算法提出者）、羅夫·格羅弗（Grover算法提出者）、阿蘭·哈羅（HHL算法提出者）、阿維那坦·哈西迪、賽思·羅伊德，物理學(xué)家們就開始了不同物理體系單比特和兩比特量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
3、2010~2017年，是近期量子算法繁榮階段，以谷歌、IBM為代表的企業(yè)開始進(jìn)行規(guī)?；孔佑?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)工程化。
4、2018年至今，是量子AI爆發(fā)階段。
文凱博士認(rèn)為，“大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是AI未來發(fā)展趨勢(shì)，而量子計(jì)算必能破局。因?yàn)榱孔佑?jì)算具有五大優(yōu)越性：算力、存儲(chǔ)、帶寬、容錯(cuò)、能耗優(yōu)越性?！?/strong>
1、算力優(yōu)越性：量子的疊加態(tài)，使得量子計(jì)算具有對(duì)求解問題的指數(shù)級(jí)并行算力加速。
2、存儲(chǔ)優(yōu)越性：量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容量可以遠(yuǎn)超于經(jīng)典神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用指數(shù)級(jí)量子存儲(chǔ)模型，可以用1200個(gè)量子比特存儲(chǔ)GPT3的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型。在一定的算法下，數(shù)據(jù)也可以用量子模型存儲(chǔ)，節(jié)省存儲(chǔ)空間。
3、帶寬優(yōu)越性：在國家東數(shù)西算大背景下，帶寬成為算力瓶頸，這些瓶頸不僅來自神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，還有內(nèi)存和緩存的帶寬。量子計(jì)算數(shù)據(jù)和模型的存儲(chǔ)壓縮，可以指數(shù)級(jí)優(yōu)化帶寬。
4、容錯(cuò)優(yōu)越性：中短期之內(nèi)，在糾錯(cuò)還沒有做到100%精準(zhǔn)的情況下，可以利用量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)來對(duì)沖。
5、能耗優(yōu)越性：在以上四大優(yōu)勢(shì)作用下，可以有效降低大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的能耗。
文凱博士說道：“當(dāng)前，面向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的量子計(jì)算架構(gòu)有三種：IBM和谷歌正在研發(fā)的門電路通用量子計(jì)算、D-Wave的量子退火計(jì)算，以及玻色量子自主研發(fā)的相干量子計(jì)算?！?/strong>
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前兩者在共同點(diǎn)上都需要真空超低溫稀釋制冷機(jī)的環(huán)境控制，體積較為龐大，而我們自主研發(fā)的光量子技術(shù)路線，通過對(duì)激光的精準(zhǔn)控制，不需要超低溫超導(dǎo)環(huán)境，在室溫下即可運(yùn)行，具有穩(wěn)定的狀態(tài)，穩(wěn)定的操控，和穩(wěn)定的結(jié)果“三穩(wěn)”特點(diǎn)。
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同時(shí)玻色量子的“相干量子計(jì)算方案”是已實(shí)現(xiàn)的比特?cái)?shù)規(guī)模最大的技術(shù)方案，也是主流方案中有望最快實(shí)現(xiàn)百萬量子比特規(guī)模的方案之一。在商業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景上，能在成本，功耗可控的條件下，即刻解決當(dāng)下許多需要使用超大算力加速的問題，讓產(chǎn)業(yè)界短期內(nèi)即獲得并享受五大量子優(yōu)勢(shì)。
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未來，公司將持續(xù)以“用量子重新定義AI”為己任， 以“打造量子大腦，實(shí)現(xiàn)算力自由”為目標(biāo)，不斷推進(jìn)“量子+AI”產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為千行百業(yè)賦能增智。
