技术|亚马逊云科技推量子云服务，这会加快量子计算的商业化应用吗？_服务|IonQ|商业化|系统|应用|科

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IonQ线性离子阱量子计算机。图片来源：亚马逊云科技官网

采访人员 | 彭新

从美国、日本到中国，从IBM到阿里巴巴，国家机构和科技巨头都试图在量子计算中找到未来，而如何在商业开发、研究模式上找到量子计算应用的可行性成为行业思考的方向。
“我们目前所从事的量子计算方面的工作并不只是一种纯学术练习，更多的期待是能够推出生产级别的量子计算解决方案。 ”亚马逊云科技Amazon Braket总经理Richard Moulds告诉界面新闻。
量子计算机的基本运算单元为量子位元（qubit），传统电脑的位元为“0”和“1” ，二者不能同时出现，但在量子叠加效应下，计算能力便会随着量子位元的数量增加而大幅提升，进而突破目前电子计算机的计算极限。按照科学家的设想，量子计算未来有助于新材料和新药研发等。
不过，量子计算机离真正应用还存在距离，量子计算还体现不出“量子霸权” ，即超越所有经典计算机的计算能力，最多可称之为“量子优越性” 。 2019年，谷歌宣布利用量子计算机约3分钟就解开了原来要花1万年才能解开的问题，即是“量子优越性”体现。尽管企业近年来投入加大，但量子计算全面实用化被认为仍需较长时间。
作为云计算服务商，亚马逊云科技提出的方案是将“量子计算上云” ，即以云服务模式向客户提供云计算服务。 2019年12月，亚马逊云科技宣布推出量子计算云服务Amazon Braket，称客户可以在模拟环境中构建和测试用于量子计算的电路，然后在实际的第三方量子计算机上运行。该服务在2020年正式可用。此外，亚马逊云科技还成立了量子计算中心和量子解决方案实验室，开发量子计算技术和应用。
Richard Moulds称，亚马逊云科技推出量子计算云是基于需求推动，即部分用户希望提早“响应”量子计算技术。 “客户要求亚马逊云科技能够为他们提供这样一种机制，当量子计算的时代真正到来的时候，他们可以选择适当的契机来进行投入。 ”
他指出，由于构建一台量子计算机存在多条技术路线，性能、特点各有不同，通过云平台，多种量子计算机便可以通过云端让公众和研究者进行访问和应用。
此外，目前尚处于实验状态的量子计算机仍难以被外界接触，举例来说，采用超导量子比特的设备需要在超低温下运行，而采用光量子比特的量子计算机需要庞大光量子调控设备，只能通过云计算方式共享计算资源。
Richard Moulds说，在亚马逊云科技量子计算云服务推出以来，实验机构、教育机构、大学是最为活跃的用户群体，原因在于此类科研机构研究、教育需求强劲。一方面教育机构在开设量子计算相关学科后，需要进行相关人才储备。同时，科研机构则需要实际对量子计算机进行操作，掌握如何去研发、建构量子计算机，并开发配套的纠错系统。
亚马逊云科技量子计算中心量子硬件研究负责人Oskar Painter强调，要真正让客户用到量子计算机，并做出高价值解决方案，首先，量子计算机本身的系统、规模要先做大，然后它的能力水平要进一步提高。实际上，科技公司在量子计算的布局，仍处于前期阶段。
比如，量子计算最大的挑战是如何获得足够高的计算精度，即“纠错” 。 Oskar Painter称，亚马逊云科技尝试研发一套技术系统，需要通过大量“冗余”和复杂的纠错机制实现量子计算的精确计算。此类纠错系统需要大量物理资源消耗，这仍然是亚马逊云科技等量子计算玩家需要解决的问题。
另一方面，在应用上量子计算机在原理上具有超快并行计算能力，因此有望与机器学习技术产生关联。 “我们发现其实管理机器学习的很多的工作流程，比如说面部识别、形状识别的这些系统，这些方法论技巧是和量子计算技术开发非常类似的。 ”Richard Moulds告诉界面新闻，基于原理上近似性，机器学习技术有望帮助量子计算发展加速。
【技术|亚马逊云科技推量子云服务，这会加快量子计算的商业化应用吗？】科技公司以云服务方式提供量子计算相关服务已是流行做法。早在2016年， IBM就推出“IBM Quantum Experience” ，公众可以通过云服务试用IBM量子处理器并在上面运行算法、开发教学及模拟试验。 2018年2月，中科院量子信息与量子科技创新研究院与阿里云宣布，在超导量子计算方向发布11比特的云接入超导量子计算服务。 2021年2月，微软宣布其全球首个针对量子解决方案的全栈、公有云生态系统Azure Quantum对外开放。