FOMO的量子商用黎明
编辑导语：身处互联网中，不少人都会害怕错失风口，那么随着技术的发展、算法的进步，量子计算是否真的迎来了商业化浪潮？关于这一问题，也许我们可以从多个方面进行研判。本篇文章里，作者就对量子商用的相关问题做了解答，不妨来看一下。
身处快速动荡的变局之中，无论国家、企业还是个人，都或多或少有一种FOMO情绪，即fear of missing out，害怕错过。
有的焦虑并无必要，几天不网上冲浪，其实并不会真的错过什么八卦新闻。但有的事物却饱含着进步与变革，需要所有人的密切关注，就像曾经的互联网、AI，以及，正在从幻想走进现实的——量子计算。
从1931年普朗克提出量子概念的几十年来，“量子”一直是一种强大而神秘的技术，它深藏于全球顶尖学府和实验室，吸纳着动辄数十亿美元的庞大资金。而因为遥远，也很容易成为骗子的温床，这些年大家可没少听说量子床垫、量子水杯、量子速读之类的闹剧。
所以在谈及量子计算的商业化之前，有必要再再再强调一下，量子计算与经典计算的区别：
经典比特的状态是0或者1，而量子比特能够同时表示1和0，调控量子比特进行计算，能够指数级地提升计算速度。经典计算需要10亿年才能解决的问题，量子计算可以在几天甚至几小时内解决。但因为量子比特的状态（叠加和纠缠）极不稳定，通用量子计算机也存在环境敏感、易受干扰、错误发生频率高等问题。
目前，量子计算的应用领域主要集中在：
模拟，通过量子模拟化学反应，辅助优化，AI推理和模式识别等；
通信，对通信安全加密，创建全球量子通信网络；
感知，开发精确的量子传感器。
历史上，有很多技术没能在从实验室到商业化的转变中幸存下来，今天如火如荼的人工智能，也曾经历过数次低潮。显然，量子计算跨越了鸿沟。
IDC认为，2021年是量子计算行业的关键一年。总的来说，它变得：
更加普及，从只有科学家和研究人员使用，开始吸引数以百万计的开发者从云上访问；
更加实用，现在已经出现了数百个应用实例，覆盖从金融到出行等诸多国计民生行业；
竞争更加激烈，2021年科技巨头们几乎都在加速量子商业化布局。2021年7月微软的风投公司参与了初创公司PsiQuantum的4.5亿美元投资，11月，谷歌母公司Alphabet宣布要把量子科技团队Sandbox（“沙箱”）分拆出来，使其成为独立的量子技术公司，加快融资扩张……类似的动作还有很多。
虽然技术层面仍然存在巨大挑战，但我们已经处于量子计算的商用黎明。随着量子计算商业化步伐的加速，对这一变革性技术保持一点FOMO，是必要且关键的。
那么，当我们FOMO，究竟应该关注些什么呢？
一、量子商业化浪潮，真的来了吗？
或许你会疑惑，这会不会又是一次“狼来了”，“量子FOMO”是否在消耗大众的情绪、传播并不成熟的技术价值？这种担忧非常合理，我们不妨通过三个关键指标，来衡量一下量子计算是否真的具备商业可行性：
1. 早期使用者的增多
信息技术的发展，都是在军事和科研领域应用之后，由一批商业领域“先吃螃蟹的人”扩大的，从通讯、互联网、大数据、人工智能等莫不如是。其实早在2011年，D-Wave就发布了第一台商用量子计算机，但此前量子计算主要是被各种研究机构和高校使用。
而近年来，全球大型商业组织，比如宝马、大众、福特和戴姆勒等汽车企业，摩根大通等金融机构，医疗机构进行DNA测序、药物研发、化合物模拟等实验，都开始尝试引入量子解决方案。就在1月5日，美国的量子药物发现平台Tacchyon宣布与英国生物制药公司PhoreMost Limited合作研究下一代癌症疗法，通过量子计算确定疾病靶点，最快速找到小分子药物，可能让肿瘤很快得到治疗。
这些技术实践的探索，开始展现出量子计算解决以前无法解决的问题的现实能力。
2. 创业先驱的出现
技术浪潮也意味着全新的商业机遇，先驱者们会带着洞见、创意与财富梦想，从创业的第一天起就押注新技术，今天的BAT都曾是互联网浪潮的创业先驱。
如今，创业者们发出了明确的信号，开始使用量子计算解决企业级问题了。比如生物技术初创公司ProteinQure，使用量子加速AI来发现新药；日本软件公司Groovoutus发布了一项由D-Wave量子提供支持的商业服务，优化零售员工的日程安排和运输路线……
2021年，中国还出现了量子计算创新创业平台，为创业者提供资源对接、应用推广和学习交流的机会。这也说明，量子计算距离创业者的造富梦越来越近了。
3. 生态系统兴起
回顾第三次人工智能浪潮，会发现学术界和AI巨头的突破还不够，诸多独立软件供应商（ISV）等参与开发行业特定的技术解决方案，才是AI走进千行百业、助推AI产业化和产业AI化的动力来源。
目前，波士顿咨询集团（Boston Consulting Group）也已经扩大了其量子专家组，就量子计算向客户们提供建议；Gartner最近也将重点转向量子计算，发布越来越多何时以及如何开始使用量子系统的内容。就在今年2022年的1月12日，欧洲最大的咨询公司凯捷(Capgemini)也宣布推出量子实验室，并与IBM签署了一项协议，成为IBM Quantum Hub，以帮助客户参与到量子计算中来。
市场研究分析机构CB Insights在2021年12月的一份报告《The Big Tech In Quantum Report》，调查了美国五大科技巨头谷歌、微软、亚马逊、IBM和英特尔的量子计算发展现状及未来展望，发现科技巨头作为基础软硬件提供商，开放对多种量子计算机的远程访问。这相当于量子时代的“信息高速公路”，降低了ISV使用量子扩展业务的门槛和障碍。
从量子硬件到软件和服务，量子生态系统正在逐渐繁荣。
对于新兴技术来说，从实验室到商业化的转变，是“成败”的决定性时刻。
2017年，谷歌量子人工智能实验室（Quantum AI Laboratory）在《自然》杂志上发表了一份报告，认为不到五年的时间里，谷歌能够将量子计算机的访问商业化。
事实证明，量子计算的发展时间轴已经超出了预期。使用者、创业者、建设者等角色的增长，已经开始在助推量子计算产生真正的商业价值。根据麦肯锡预测，到2035年，全球量子计算市场可能达到1万亿美元。
截至目前，量子计算领域还没有一个明确的领导者，中国、美国和欧洲都在争夺领先地位，所以此时此刻，量子计算之于全球的意义也更加重要。
二、A new wave in power：指数增长的力量
如同AI走过的路程一样，量子计算正随着硬件、软件和算法的全面进步，性能显著提高；越来越多的云厂商开始提供量子访问，成本明显降低，这意味着，各行各业出现新的优势机会，许多行业的游戏规则也将被所改变。
企业量子软件公司Zapata曾发布了一份《企业量子计算采用的年度报告》，调查了300多家大型全球企业的CIO、CTO及高管，数据显示，74% 的高管认为要么尽快采用量子计算，要么面临永远落后的风险。而在已经开始构建量子能力的企业中，41%的人希望在未来两年内实现竞争优势，领先于同行。
当然，这个公司自己就是售卖企业量子软件的，调研结果不排除“自卖自夸”的情况。
我们还是通过一些真实的案例，来看看量子技术究竟能够在哪些领域对经济和生活产生影响。
领域一：物流运输
在一些研究报告中，运输行业是所有行业中应用量子计算最高的领域。DHL 副总裁Justin Baird就说过，“量子可以提升我们从未见过的效率，无论是调度送货车还是打包垃圾箱，不会留下任何空余”。
在过去几十年中，物流运输行业的数字化、智能化水平得到了很大的进步，但依然存在许多经典计算难以解决的优化问题，尤其是在后疫情时代的供应链背景下，优化航运和物流网络的需求十分迫切。
比如UnitedParcel Service Inc.就推出了Quantum View Manage，该应用程序可以让企业更好地管理小型包裹，将生产力提高了 50% 至 60%。大众汽车也早在2017年就与D-Wave合作，在量子计算机上预测交通状况，然后优化出行线路，缩短拥堵时间。
对于个人来说，量子计算的应用除了能够让大家更好地追踪包裹快递之外，也能大大提高出行体验。福特公司和微软公司合作，对必应地图的路线推荐进行优化，数据显示，在高峰时段的西雅图市区，拥堵情况减少了70%以上。微软官网显示，这种大型路线优化的复杂任务在量子退火机上大约需要20秒就能完成，使用专门的硬件还可以进一步加速。
领域二：科学研发
量子计算原本就在军用和基础研究领域发挥作用，之所以再次提到，是因为越来越多的商业潜力和新市场开始出现。比如2021年五角大楼的官员迈克尔·格里芬（MichaelGriffin）就提到，量子计算将推动通信卫星的安全加密，不依赖GPS信号的精确导航，美国宇航局还加护使用量子模拟为新航天器创造轻质耐用的材料等。这些任务都给出了量子计算继续发展的商业方向。
比如材料领域的研发。在碳达峰、碳中和的背景下，更清洁的能源、减少排放效率是各国的首要任务之一，而能源的优化应用也是一个复杂的大型工程，需要强大的计算机提供算力支持。至于材料开发，则超出了经典计算机的能力，这时候量子模拟就能够提供更大的算力支持，比如研发高温超导体、电池、催化剂等等。
迪拜水电局（DEWA）就正在与微软合作开发新的量子解决方案，作为迪拜10X计划的一部分，利用量子驱动的Azure服务，解决能源优化问题。埃克森美孚、英国石油公司等也与IBM达成协议，利用量子计算应对计算挑战，开发下一代能源和工业解决方案，提高效率并降低碳排放的潜在影响。
另一个能够造福世界的基础研发领域则是医疗保健。借助量子计算增强算法建模和计算能力，对于人类福祉有着显著的好处。主要包括：1.诊断协助，对患者进行早期、准确和快速的诊断；2. 精准医疗，通过定制的干预措施/治疗促进个人健康；3.成本控制，降低医保费用和医药价格。
2021年，克利夫兰诊所和IBM宣布了一项为期十年的合作，建立DiscoveryAccelerator，目标是将量子计算的功能用于下一代医学研究，加速医疗保健和生命科学的研究范围，发现解决COVID-19等公共卫生问题的新方法。瑞士制药商罗氏（Roche）则与英国剑桥量子计算公司合作，使用CQC的量子化学软件平台EUMEN，用于制造新型药物和专用材料。制药企业勃林格殷格翰与谷歌在量子计算领域，开启了为期三年的合作，用于加速药物创新和突破。
这些基础科学领域的量子应用，对于世界经济和人类生活将带来深远的影响。
领域三：金融
在数据密集型环境中，需要功能越来越强大的计算机来进行处理分析。其中，金融行业就是典型的由大数据驱动的领域，近年来，量子计算在银行和金融服务业中越来越受欢迎。
应用场景之一，是通过量子加密确保交易安全。在英国，2021年的六个月内，犯罪分子通过欺诈总共窃取了7.539亿英镑。而通过量子金融系统，能够增强安全协议，将防止黑客网络攻击。
应用场景之二，是决策优化。交易、信用评分、风险管理等业务中，金融行业每天需要做出做出数百万个决策，使用量子计算来处理大量数据成为必然。量子计算可以帮助优化投资组合，更精准地适应市场变化，简化交易结算程序。
早在2017 年 8 月，澳大利亚联邦银行 （CBA） 就与 Telstra、新南威尔士州政府和新南威尔士大学合作，斥资 8300 万美元建立澳大利亚首个量子计算业务。2021年，高盛和QC Ware的研究人员设计了新的量子算法，性能优于用蒙特卡罗技术模拟的金融模型，将金融应用量子优势路线图向前推进了重要一步。
除此之外，量子计算在许多领域都有应用，比如广告营销、工业制造、商业咨询、材料化学等。可以肯定的是，只要量子计算能够被更高效、更低成本地使用，帮助企业获得指数级增长，就会吸引商业公司的拥抱。这也证明了量子计算商业化潮流的必然加速。
但问题来了，只有极少数的企业能够自己构建通用量子计算机，那么量子计算想要扩大应用范围，还需要跨越哪些障碍？
三、跨越鸿沟：从实验室到生态丛林的惊险一跃
量子计算要实现商业化，必须克服的挑战有很多。既有技术层面的，如前所说，量子比特容易受到扰动，要让错误降低，必须不断扩展量子比特数量。有业内人士认为，量子计算硬件要发展到1000个量子比特，可以系统执行纠错电路并被广泛采用，预计到2023年实现。
这一过程中，量子计算公司还需要研发更快的量子芯片，构建量子开发工具。这一点需要学术界和工业界的联合发力。因为在量子技术中，高校往往不具备最先进的硬件设计和制造能力，而工业界则缺少将量子科学转化为产品所需的深厚物理学专业知识。科学家和工程师的紧密合作，依赖于产学研用的精密配合，知识产权以的保护及激励措施。
（1998年到2020年的量子比特进展）
第二重挑战则是人才方面。
量子的硬件和软件方面都需要更多的人才，目前，专门研究量子算法的师资力量在全球范围内都比较稀缺。中国某企业量子实验室负责人也曾透露，招人是让他感到最耗费精力的事情，因为理论计算机科学研究人员很少，其中研究量子计算尤其是量子算法及其复杂性的人更少。
此外，正如AI落地需要学术与产业交叉融合的能力，量子计算的落地应用同样需要既懂技术、又懂产业的综合性人才，很多企业量子实验室团队都具备数学、物理、化学等多学科背景。而近年来的AI人才焦虑也在提醒我们，从现在开始未雨绸缪，提前培养量子领域的人才，对于未来加速量子计算的发展十分必要。或许在2022及不远的将来，我们将见证更多中国量子人才的校企联合培养计划、竞赛等不断涌现。
第三重挑战，则是产业场景落地。量子计算要获得认可，避免泡沫化，需要展现出真正改变组织效率、带来业务价值的能力，这就要求解决方案提供方明确技术与场景的契合度，优先考虑那些商业可行性的方案。
从目前各行业应用量子计算的需求出发，会发现使用量子辅助优化算法、为AI系统提供支持，能够帮助降低成本、加速组织流程、降低风险，是最具价值的场景之一。Zapata首席执行官Christopher Savoie也分享到，调研中71%的受访者对使用量子计算来解决机器学习和数据分析问题最感兴趣。
从这个角度看，量子计算的商用一定不是对经典计算取而代之，而是与AI技术、经典计算相结合，三位一体协同形成更强大的计算能力，再通过集成到云端，为千行百业所用。
对于企业来说，数智化转型已经对现有的IT基础设施、组织架构、业务逻辑、商业模式等提出了不小的挑战，再加上一个量子计算，简直是“不可承受之重”。一方面，企业和组织要开启“量子计算副本”，首先要通关“经典计算副本”，不断加速推进数智化进程，增强对大数据、AI和云的熟练使用，这会为未来引入量子能力打好基本功。
同时，云服务商也需要考虑三大技术（量子计算、经典计算、人工智能）的融合，打造面向未来的生态系统，为迁移到量子时代培育沃土。目前，IBM、谷歌、微软、BAT、华为等都建立了自己的量子开放平台，有的还会为企业提供定制的量子解决方案。
其次是保持开放性，量子程序涉及到经典计算和量子硬件之间的互操作性，混合多云的部署是最可行的方案，要避免将客户锁定在单一云上。同时通过标杆案例的打造，为各行业提供量子使用的方向和实践引导。
第一次世界大战，推动了工业化的进程。美苏争霸，催生了互联网的前身阿帕网ARPANET。后疫情时代，世界经济与各个行业都面临着更大的不确定性，对新技术越来越敏感和依赖。
处于萌芽阶段的量子计算，代表着一种兼具政治意义、经济意义与社会意义的高价值技术，或许将引发一场60年来最重要的计算革命。
竞赛才刚刚开始，而你我都在浪潮之中。你感到FOMO了吗？
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