?OQ充電站 | 量子計(jì)算目前的應(yīng)用場(chǎng)景包括哪些？

Q1量子計(jì)算機(jī)增加比特?cái)?shù)的難度是什么？

衡量一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的性能，比特只是其中一個(gè)參數(shù)，還有很多相關(guān)因素。幾年前英特爾制造了幾千個(gè)比特的量子芯片，最后測(cè)試的數(shù)據(jù)，只能單個(gè)或兩兩比特相互作用，不能協(xié)同工作，所以比特?cái)?shù)的增加是很困難的。

比如半導(dǎo)體中，將比特信息編譯在電子這個(gè)物理載體上，操控電子需要電子相互作用的時(shí)候，最好是強(qiáng)關(guān)聯(lián)的。不需要它們相互作用的時(shí)候，最好是完全隔斷的。但在芯片上，不管是否需要電子相互作用，電子都會(huì)發(fā)出各種電磁場(chǎng)，這是一類待解決的問(wèn)題。

另外，像超導(dǎo)里的量子芯片，需要在零下270多度，甚至接近絕對(duì)零度的環(huán)境下工作。隨著比特?cái)?shù)的增加，分子原子的運(yùn)動(dòng)會(huì)更劇烈，這會(huì)破壞低溫環(huán)境，影響芯片的正常工作。增加比特?cái)?shù)理論上雖然簡(jiǎn)單，但要工程化實(shí)現(xiàn)出來(lái)，還有很多困難。

Q2云和量子計(jì)算的結(jié)合，是為了解決成本的問(wèn)題嗎？從用戶角度來(lái)看，未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的成本非常重要。在現(xiàn)在數(shù)據(jù)爆炸式發(fā)展的階段，每個(gè)人每年都可能有 6-7T 的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)量。但現(xiàn)在的瓶頸并不在于云的傳輸問(wèn)題，而是數(shù)據(jù)的處理、算力障礙問(wèn)題。舉個(gè)例子，城市需要大量交通探頭，每天拍攝海量圖像、視頻，但很多數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間只在一個(gè)月左右。怎么開(kāi)發(fā)、利用算力是很大的瓶頸，這是目前要解決的一個(gè)問(wèn)題。Q3量子計(jì)算目前的應(yīng)用場(chǎng)景包括哪些？

IBM、谷歌這些先進(jìn)的團(tuán)隊(duì)已早早入局應(yīng)用場(chǎng)景方面的研究，像國(guó)防軍事、金融、生物醫(yī)藥、化工材料、人工智能、大數(shù)據(jù)、智能制造等需要算力的場(chǎng)景，量子計(jì)算機(jī)都有發(fā)揮它強(qiáng)大功能的可能性，本源也在積極探索這些方向。

2018年本源正式開(kāi)始探索國(guó)內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)景。首先是誕生很多先進(jìn)技術(shù)的金融行業(yè)，包括加密解密的安全問(wèn)題、風(fēng)險(xiǎn)管控問(wèn)題、優(yōu)化組合問(wèn)題、高頻交易問(wèn)題等。國(guó)內(nèi)保險(xiǎn)行業(yè)、券商、銀聯(lián)，也都是本源的聯(lián)盟伙伴，一起開(kāi)發(fā)了各種應(yīng)用的算法。

2021年2月，本源量子聯(lián)合建信金融科技（建信金融科技為中國(guó)建設(shè)銀行旗下金融科技公司）推出國(guó)內(nèi)首批量子金融應(yīng)用——量子期權(quán)定價(jià)應(yīng)用與量子VaR值計(jì)算應(yīng)用，模擬速度和準(zhǔn)確率均超越國(guó)際同類產(chǎn)品。

2022年1月，由本源量子聯(lián)合新華社旗下中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息社新華財(cái)經(jīng)共同發(fā)布的“量子金融應(yīng)用”正式在新華財(cái)經(jīng)App上線。這是我國(guó)量子金融應(yīng)用首次接入傳統(tǒng)手機(jī)端并與主流金融信息平臺(tái)合作，也是國(guó)內(nèi)量子金融應(yīng)用與真實(shí)量子計(jì)算機(jī)結(jié)合后首次面向大眾提供應(yīng)用服務(wù)，是量子計(jì)算應(yīng)用落地民用化的重要一步。

2022年7月，本源量子正式推出量子金融工程化階段性成果——量子金融衍生品定價(jià)庫(kù)。量子金融衍生品定價(jià)庫(kù)是本源量子團(tuán)隊(duì)發(fā)布的國(guó)內(nèi)首個(gè)面向程序開(kāi)發(fā)者和金融專業(yè)人士的專業(yè)量子金融算法庫(kù)，它是專門適用于分析期權(quán)等金融衍生品定價(jià)的開(kāi)發(fā)者工具，包含復(fù)雜的奇異期權(quán)（亞式期權(quán)、一籃子期權(quán)以及障礙期權(quán)），是基于量子計(jì)算技術(shù)進(jìn)行金融衍生品分析的一個(gè)行業(yè)利器。

第二個(gè)行業(yè)是需要高新技術(shù)解決問(wèn)題的生物醫(yī)藥行業(yè)，本源和國(guó)內(nèi)很多醫(yī)藥企業(yè)都在重點(diǎn)部署量子計(jì)算機(jī)，也和需要很多算力做計(jì)算化學(xué)方向的團(tuán)隊(duì)有交流和合作。2022年7月，本源量子研發(fā)團(tuán)隊(duì)和復(fù)旦大學(xué)的張俊良教授團(tuán)隊(duì)合作，利用量子疊加態(tài)的并行計(jì)算能力設(shè)計(jì)出新的分子晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法，證明了量子計(jì)算可以幫助化學(xué)家們用比傳統(tǒng)建模方法更精準(zhǔn)的方式，來(lái)預(yù)測(cè)晶體的分子結(jié)構(gòu)。第三個(gè)是本源和政府都比較關(guān)注的氣象領(lǐng)域，2021年河南鄭州的大暴雨就是氣象計(jì)算上偏差了一天，導(dǎo)致了100公里的偏差和人員財(cái)產(chǎn)的損失。未來(lái)希望量子計(jì)算能更精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)氣象問(wèn)題。本源量子團(tuán)隊(duì)近期也在進(jìn)行量子計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)相關(guān)研究（流體力學(xué)本源量禹進(jìn)展）。2021年11月，本源量子正式發(fā)布國(guó)內(nèi)第一款量子計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件“本源量禹”（OriginQ QCFD），該軟件基于量子有限體積法，原理上能實(shí)現(xiàn)對(duì)CFD仿真計(jì)算的亞線性加速。未來(lái)，在航空航天、熱能動(dòng)力、環(huán)境工程等領(lǐng)域，該軟件可以進(jìn)行更高效的數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)。