“遇事不决，量子力学。”曾几何时，量子力学成为了人们口中的“玄学”。而利用量子力学原理进行有效计算的量子计算，正在引领新一轮科技发展的浪潮。
“万物都是由量子构成的，我们天天生活在量子的世界，但是又感受不到量子。同样的，量子计算让很多人一头雾水，它却能够在信息安全、药物研发等领域有着魔法般的计算能力和应用价值。”8 月 26 日，百度量子计算研究所所长段润尧“AI 呀，我去！”百度科技沙龙上表示，从量子技术到量子产业之间有着巨大的鸿沟，如果能够跨越这条鸿沟，新的量子革命将会到来。
百度量子计算研究所所长段润尧
目前，量子计算的产业化发展仍处于相对早期的阶段，但各大科技公司已陆续介入该领域，这在一定程度上推动了量子产业化的步伐。
例如谷歌、IBM、微软等美国公司都在加快研发与布局量子计算平台。国内如百度、阿里巴巴、腾讯、华为等都在量子计算方面进行了布局。2019 年谷歌在超导量子芯片上实现了量子霸权，2021 年中科大在超导和光量子两种平台上也实现了量子优越性，这一系列成果展示了量子计算的巨大潜力。
8 月 25 日，在量子开发者大会上，百度发布了自主研发的超导量子计算机“乾始”和全球首个全平台量子计算软硬一体化解决方案“量羲”。
据悉，乾始是集 “应用、软件、硬件” 三位一体的工业级超导量子计算机，让量子计算算力触手可及。通过对高潜量子应用、云原生量子软件平台、量子硬件平台等自主可控核心技术的高度集成，乾始将推动量子软硬一体化方案的实施和落地，加速量子计算的产业化进程。
量子计算产业化面临多个挑战
在北京亦庄百度量子实验室内，一台超导量子计算机首次面世，揭开了量子计算的神秘面纱。
一块量子芯片、一套极低温测试系统便构成了一台超导量子计算机的核心，看似十分简单，但颇具威力。据了解，量子计算机最大的特点就是“算得快”，还不是一般的快 — 它有着经典计算机无法比拟的运算速度。
段润尧以信息安全领域公钥加密算法 RSA 为例介绍道，传统计算机需要 200 万亿年，而量子计算机只需要几分钟就可以轻松完成。
百度超导量子计算机“乾始”
基于这种全新的计算特点，量子计算在基础科学探索、数字经济、人工智能、信息安全等众多领域具有极大的应用价值。例如，在药物研发领域，传统计算机无法模拟蛋白质的三维结构变化，量子计算机可以轻松搞定；在金融科技领域，衍生品定价、进行投资组合优化和风险评估等复杂的工作，对于量子计算机来说也不是什么难事儿。
近年来，在 IBM、谷歌和百度、阿里等国内外科技公司的布局下，量子计算的技术不断突破。不过，量子计算从实验室走向产业化，仍存在巨大的鸿沟。首先，量子计算还处于早期的发展阶段，量子计算的价值需要逐步实现。其次，现阶段量子计算领域的量子硬件和量子服务割裂，量子算力难以转化为用户触手可及的量子服务。第三，量子计算的学科交叉性，使得量子计算的产业化需要聚合多个领域的科研人员、开发者以及合作伙伴持续不懈努力。
“量子计算机的应用，理论上已经没有障碍，但实际上每家都在摸着石头过河。”段润尧表示，“有将近 70%的大型企业希望能够进行量子计算相关的布局，这种布局不一定是直接用量子计算来解决实际业务，但是企业希望做好量子人才或技术的相关储备。”
段润尧认为，量子计算的产业化还需要三大基础：钱、时间和人才。“每一台量子计算机都十分烧钱，钱和时间都是有限的，人才还不能速成，很多高校里甚至都没有量子计算专业和正常培养的渠道。”
每一家大科技公司都应该做好量子准备
目前，世界各国均在围绕量子科技进行紧密布局，你追我赶，竞争态势十分激烈。中美两国是率先实现“量子霸权”的国家，这离不开政策、资金的大力支持。2018 年，美国通过《国家量子倡议法案》，计划投资 1000 亿美元在量子计算等 10 个领域。在中国，量子信息已被列入《“十四五”规划和 2035 远景目标纲要》优先发展的“三驾马车”之一。
在国家政策的大力支持下，段润尧认为，每一家大的科技公司都应该做好量子准备，否则将难以应对量子产业化时代的到来。
百度对量子计算的布局始于 2018 年，这一年，百度成立了量子计算研究所，开始进行量子计算技术储备与应用路径探索，并先后发布了首个云上量子脉冲系统“量脉”，首个云量一体的量子机器学习平台“量桨”、首个云原生量子计算平台“量易伏”等产品。
据介绍，区别于谷歌、IBM 的量子计算技术路线，百度侧重研发面向产业化的超导量子计算机。8 月 25 日，百度发布了“乾始”超导量子计算机，和首个全平台量子软硬一体化解决方案“量羲”。 “乾始”和“量羲”打通了量子硬件、量子软件和量子应用，实现了量子算力到生产力的转化，量子计算产业落地“最后一公里”问题有望获得突破。同时，各类量子芯片也可以做到“即插即用”，可以让用户更低门槛、更便捷地获得量子算力，做到“人人皆可量子”。
百度量子平台全景图
目前，围绕量子计算的产业生态已经初具雏形。IDC 报告显示，全球量子计算市场将从 2020 年的 4.12 亿美元增长到 2027 年的 86 亿美元，6 年复合年增长率超过 50％。 “开发者、科技公司、科研机构等每一个组织都做好自己擅长的事情，才能够构建成一个健康的量子生态。”段润尧称。
随着产业链上下游企业的加入，量子计算正在变得触手可及。段润尧介绍，下一步，百度量子将致力于为企业提供制定相应策略、完善解决方案、实时投入资金部署等一系列开源的方案，并赋能人工智能、能源、制造、金融、交通等多个领域，朝着‘人人皆可量子’的愿景努力。
