为了突破算力瓶颈，大咖聚首上海探讨量子计算与光子芯片
作者：图灵量子团队，发布时间：2021.07.08 最后更新时间：2021.07.08
- 2021世界人工智能大会于今年7月8日，以线下线上结合的方式召开。作为国内首家光量子计算公司，「图灵量子」首次在世界人工智能大会上举办「量子计算与光子芯片论坛」，为国内著名量子科学家搭建交流和对话平台，共同探讨解决我国信息产业「缺芯少魂」这一「卡脖子」难题，为推进量子信息技术应用落地贡献中国智慧、中国方案。
- 后摩尔时代，全世界的科学家们都在寻找新的计算体系和架构来突破算力瓶颈，量子计算就是一种比较成熟的理论体系，国外高科技企业如谷歌、IBM、微软、英特尔等在量子计算技术方面投入了大量资源，在推动量子计算技术由基础研究向工程化发展迈进方面取得了显著的成效。
- 我国在量子技术领域的布局、研究方面，也走在了世界的前列，华为、腾讯、百度等产业巨头纷纷成立量子实验室和研究院，研究和探索量子计算技术在相关领域和行业中的应用。
- 上海交通大学集成量子信息技术研究中心主任、「图灵量子」创始人金贤敏在论坛上表示，现在手机、电脑的算力和功能已经很强大了，但是人们对算力提升的需求是无止境的，也许我们正处在计算能力真正爆发的前夜。实现通用量子计算机有三个前提——百万量子比特的操纵能力、低环境要求、高集成度。而光量子路径是唯一能够满足这些条件的技术体系，是通向大规模通用量子计算的最可行路径。
- 「图灵量子」团队目前已掌握了自主知识产权的三维和超高速光子芯片核心技术与工艺，从设计、流片到封装测试，再到系统集成和量子算法，可实现光量子计算芯片的全链条研发。
- 壁仞科技创始人、董事长、CEO张文认为，加速计算是人类永恒的追求，计算工具的革新、加速计算能力的提升催生了生产效率的飞跃，前沿科技的进展越来越依赖加速计算的技术提升。
- 量子计算机在经典计算机难以有效计算的领域有望提供超强算力，但目前量子计算无法完全取代经典计算机，在实用性、成本和软件上依然存在瓶颈，需进一步提升量子比特数和量子纠错能力，量子计算机才有成功商用的可能。量子计算中短期可能的商业化途径是云化和输出专用算力。
- 壁仞科技也将推出新的量子计算模拟加速库，高效探索新的量子算法和量子电路架构设计，采用GPU作为模拟量子计算的标准设备，并探索采用大规模互连方式提升量子比特的操纵数量。
- 华为量子计算软件与算法首席科学家翁文康在演讲中指出，量子计算将带来指数级增长的计算空间，1块指甲大小的超导处理器，可以带有50+量子比特 (100纳米)，超越所有经典计算机的记忆体容量。
- 很多人会问量子计算机什么时候取代经典计算机？大概率来看量子计算机短期内并不会取代经典计算机。在量子系统仿真、量子化学、组合优化、机器学习等领域的「专用」量子计算机预计成熟期为3-5年，而在大数分解、数据库搜索、量子动力学、量子人工智能等领域「通用」量子计算机预计成熟期可能需要10年甚至更久。
- 腾讯杰出科学家，腾讯量子实验室负责人张胜誉称，量子计算将会是改变整个人类认识自然的方式，在网络安全、科学计算、金融预测、物流规划、人工智能、新药研发、材料设计、能源管理等领域都有巨大的潜在应用前景，一些大公司如谷歌，IBM，微软，英特尔，亚马逊，霍尼韦尔，腾讯，阿里，华为，百度等纷纷自建团队进行产业布局。
- IBM公司建议，企业应该立即开始备战量子计算，量子计算机具有转变行业价值链的潜力。由于量子计算的学习难度非常大，因此，「快速跟随」的方法不仅花费巨大，而且只会被先行者越拉越远，但是建立内部「量子能力中心」需要一定时间。目前量子计算的硬件发展稳步进展，但是还有很长的路要走，而且可能不是平滑线性的。
- 中国科学院上海光学精密机械研究所副所长、博士生导师张龙认为，基于冯·诺依曼架构的电子计算机已无法满足大数据时代对算力与功耗的要求，大数据时代对算力的需求每三个半月翻一番，远超摩尔定律的供给量。提高算力的根本性对策在于提高运算速度和降低运算功耗。光学将能让计算机芯片设计师克服电子学的根本局限。
- 光子有超高信息容量、超低传输功耗和延时、超低信道干扰的特性，光子芯片将是未来科技发展的基础性核心技术，在数据计算、光通信领域等具有极重大应用，当前光子芯片发展正处于类似当年大规模集成电路发展初期的关键节点，即将爆发的关键前期节点。
- 目前世界各国均未在光子芯片领域形成绝对优势，全球光子芯片现阶段研发处于同一起跑线，具备换道超车的重大战略机遇，关键核心技术是国之重器，中国需要在尚未完全成熟的光子芯片领域占据先机。
- 国防科技大学计算机学院量子信息研究所兼高性能计算国家重点实验室主任、研究员吴俊杰表示，电子计算机大部分算法输出精确计算结果，量子计算机大部分算法输出概率样本结果， 当前物理装置没有量子纠错，又增加了不确定性，因此量子计算似乎更适合处理人工智能类应用。
- 中国科学院上海微系统与信息技术研究所超导电子研究室主任、研究员尤立星认为，光是走向未来科技的重要路径，光可以解决一些电解决不了的技术难题，目前光与电配合可以互补，光电混合推动技术进步，随着光的技术逐步成熟，“沿途下蛋”会有许多新的应用诞生。
