最近，量子計算領(lǐng)域取得了大量進展。與此同時，一種新興觀點認為，與追求更多量子比特和實現(xiàn)量子霸權(quán)相比，利用現(xiàn)有量子比特數(shù)探索更多實際應(yīng)用顯得更為明智。

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D-Wave正是如此。最近，這家總部位于加拿大溫哥華的量子計算先驅(qū)公司披露了其邏輯門模型量子計算系統(tǒng)的工作路線圖。

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在研發(fā)邏輯門模型前，D-Wave專注于量子退火處理器的研發(fā)。目前，D-Wave超導(dǎo)量子處理器集成的物理量子比特數(shù)超過了大多數(shù)量子處理器，例如，D-Wave?5000量子比特的Advantage系統(tǒng)，在數(shù)量上要遠遠領(lǐng)先于IBM在11月公布的127 量子比特處理器。

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所以“量子商業(yè)化”是一個重要的警示。相比于邏輯門量子計算系統(tǒng)，D-Wave的退火量子比特質(zhì)量較低，同時其所能提供的加速處理能力也存在很多質(zhì)疑。

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盡管谷歌、美國宇航局、洛斯阿拉莫斯國家實驗室和其他研究實驗室所采納了D-Wave的量子退火計算系統(tǒng)，但問題仍然存在。尤其是D-Wave為解決特定組合優(yōu)化問題需要構(gòu)建更多量子比特數(shù)量的方法，受到了眾多異議。

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加入新的競賽行列

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盡管如此，D-Wave在實踐經(jīng)驗上頗具優(yōu)勢。自2011年以來，D-Wave在制造和編程超導(dǎo)部件方面持續(xù)投入。

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當(dāng)然，門模型量子計算的基準測試結(jié)果也受到了“攻擊”。邏輯門操作在縮小和校準量子誤差（或“噪聲”）的斗爭中，催生了“NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum，含噪聲的中型量子）”一詞。NISQ用來描述在當(dāng)前含噪聲的中型量子計算機時代，我們可以將現(xiàn)有量子資源用于探索可能實現(xiàn)的應(yīng)用場景。

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在繼續(xù)深入研究量子退火機的同時，D-Wave加入了邏輯門模型量子計算系統(tǒng)領(lǐng)域的競賽，他認為這是具有更大增長空間的領(lǐng)域。

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據(jù)Statistica數(shù)據(jù)顯示，2020年全球量子計算的收入為4.12 億美元，預(yù)計到2027年將躍升至 86 億美元。

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“面包”與“黃油”兼得

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在擴大產(chǎn)品組合的同時，D-Wave希望能夠提高現(xiàn)有產(chǎn)品的銷量和實用性。

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D-Wave在調(diào)整工作路線圖后，緊接著，NEC公司宣布成為D-Wave?Leap量子云服務(wù)的第一家全球經(jīng)銷商。同時，為了響應(yīng)通過上云向Python開發(fā)人員開放量子編程支持，D-Wave還推出了Quantum QuickStart套件。

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解釋D-Wave新研發(fā)的路線圖時，D-Wave負責(zé)量子技術(shù)和系統(tǒng)產(chǎn)品的副總裁Mark Johnson，在解決調(diào)度優(yōu)化和路由問題中引用了D-Wave量子退火系統(tǒng)的應(yīng)用案例。

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Mark Johnson表示，他在2000年初加入D-Wave的因素之一就是看中量子退火實際應(yīng)用的潛力。此前他曾在軍火承包商TRW（已被美國諾斯羅普·格魯曼公司收購）從事超導(dǎo)電路研發(fā)相關(guān)工作。

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“今天，量子退火仍是解決問題最有效的一種量子技術(shù)。因為量子退火具有天然的容錯性，”Mark Johnson說。

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盡管如此，來自門邏輯量子計算的競爭優(yōu)勢已凸顯。Mark Johnson表示，“在過去的三四年工作中，我們已經(jīng)意識到，在優(yōu)化問題上量子退火確實沒有總是比門模型更好?！?/p>

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具體而言，糾錯是一項挑戰(zhàn)。Mark Johnson認為現(xiàn)在是加入這個行業(yè)的好時機，“我們將共同尋找出解決問題的辦法。”

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“當(dāng)然，我們要‘面包’也要‘黃油’。一方面我們將繼續(xù)研發(fā)量子退火路線，同時增加了另一條產(chǎn)品線——邏輯門模型量子計算?！盡ark Johnson指出，D-Wave 還在研究將量子資源與經(jīng)典計算結(jié)合，用于優(yōu)化問題的混合求解。

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特定高級計算工作負載的加速器

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Hyperion Research高級副總裁兼量子計算首席分析師Bob Sorensen表示，將工作路線擴展到門模型，是D-Wave作為一家“在量子退火架構(gòu)上嶄露頭角”的公司必然發(fā)展路徑。

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“D-Wave在用于量子計算的低溫冷卻技術(shù)方面擁有較好的研究成果?！盉ob Sorensen還提到，將量子技術(shù)應(yīng)用于持續(xù)提升經(jīng)典計算的性能是值得關(guān)注的重要事件，不過將其稱為混合方法顯得不夠公平。

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“在經(jīng)典計算和量子計算系統(tǒng)之間進行迭代，充分利用兩者性能的同時，量子計算將提升特定計算中的工作負載?！?/p>

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具體而言，在量子資源與經(jīng)典計算混合組合中，量子處理器將發(fā)揮著類似于GPU的作用，在數(shù)據(jù)中心運營中起著AI的角色：輔助處理器——“特定高級計算工作負載的加速器?！?/p>

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“實現(xiàn)有效處理工作負載比達到1000量子比特門模型級別，以及證明量子霸權(quán)重要得多。不過，對供應(yīng)商而言重要的是，證明其產(chǎn)品能夠有效地解決終端用戶的問題，”Bob Sorensen說。

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文：Jack Vaughan

編譯：李每

編輯：王衍

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注：本文編譯自“Venture Beat?”，文章中的信息或所表述的觀點意見，均不代表量子前哨同意或支持。