軟銀公司和Quantinuum已建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以探索量子計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用，特別關(guān)注聯(lián)合市場研究和量子數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)模型的開發(fā)。合作于2025年1月29日宣布，旨在利用公司的各自知識(shí)來解決超過常規(guī)人工智能能力的計(jì)算問題。

即使有人工智能的進(jìn)步，幾個(gè)同樣具有挑戰(zhàn)性的問題，例如優(yōu)化，因果分析和高端模擬，也為傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)帶來了大障礙。由CPU，GPU和量子處理單元(QPU)組成的混合處理器模型的想法提供了旨在解決這些挑戰(zhàn)，繪制軟銀和Quantinuum的有效性。

這項(xiàng)舉措與全球持續(xù)的舉動(dòng)共同促進(jìn)量子技術(shù)在2025年的國際量子科學(xué)和技術(shù)下創(chuàng)建高級(jí)行業(yè)的作用。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)共同探索了新出現(xiàn)的商機(jī)，并了解量子計(jì)算對(duì)當(dāng)今人工智能系統(tǒng)的影響。它包括量子計(jì)算作為服務(wù)，還涉及量子計(jì)算軟件作為服務(wù)和其他工具。

為了關(guān)注亞太地區(qū)及以后的公司，兩家公司將進(jìn)行合作市場研究，并為結(jié)合CPU，GPU和QPU的“量子數(shù)據(jù)中心”創(chuàng)建業(yè)務(wù)模型，從而降低投資風(fēng)險(xiǎn)。軟銀將特別針對(duì)量子化學(xué)(用于全光網(wǎng)絡(luò)中的光學(xué)開關(guān)材料)和網(wǎng)絡(luò)分析(對(duì)于異常和欺詐檢測)，將提供現(xiàn)實(shí)世界中的用例。這兩家業(yè)務(wù)都將創(chuàng)建用例計(jì)劃和創(chuàng)建軟件以最大化硬件資源使用，從而促進(jìn)經(jīng)典和量子計(jì)算的平穩(wěn)集成用于實(shí)際用途。

“在混合量子超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)中，每個(gè)組件都按照需要的一部分專用于問題。當(dāng)AI驅(qū)動(dòng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)管道需要量子化學(xué)或材料模擬引起的量子計(jì)算機(jī)時(shí)，量子計(jì)算機(jī)是自然使用的，在量子化學(xué)或材料模擬的情況下，由于疊加，糾纏和干擾是主要的。此外，量子計(jì)算機(jī)不直覺，可以在不是本地量子的數(shù)據(jù)上有效地執(zhí)行計(jì)算，例如能夠執(zhí)行高維數(shù)據(jù)集的拓?fù)涮卣鳌＿@些數(shù)據(jù)甚至可以通過補(bǔ)充AI系統(tǒng)處理的其他功能豐富的數(shù)據(jù)集來下游使用?！?Quantinuum發(fā)言人說。

量子和AI

量子計(jì)算有望通過以前所未有的計(jì)算能力補(bǔ)充經(jīng)典方法來徹底改變AI。 Quantinuum的發(fā)言人說，它提供“與合理資源相關(guān)的數(shù)據(jù)的能力”是主要好處之一。量子計(jì)算機(jī)充當(dāng)“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，可以在數(shù)學(xué)，化學(xué)和物理學(xué)中復(fù)制復(fù)雜的系統(tǒng)，因此提供了一些需要昂貴且耗時(shí)的實(shí)驗(yàn)的見解。通過更快的數(shù)據(jù)生成可以大大改善機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)模型。

通過量子本機(jī)學(xué)習(xí)方法，量子計(jì)算可以在數(shù)據(jù)生成之外“將我們過去的經(jīng)典AI移動(dòng)”。這些技術(shù)是專門為量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，這些技術(shù)可能會(huì)開放迄今無法實(shí)現(xiàn)的效率和解決問題的能力。

此外，被認(rèn)為在進(jìn)行量子計(jì)算中非常重要的是人工智能本身。從增強(qiáng)量子程序編譯到優(yōu)化量子硬件控制，人工智能可以幫助簡化整個(gè)量子堆棧的開發(fā)。發(fā)言人說，這產(chǎn)生了一個(gè)“良性周期，這兩種技術(shù)都在混合體系結(jié)構(gòu)中用于應(yīng)對(duì)科學(xué)挑戰(zhàn)?！?

隨著量子計(jì)算的發(fā)展，其與人工智能的共生將推動(dòng)材料科學(xué)，藥物發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化挑戰(zhàn)的創(chuàng)新，因此為許多部門開辟了革命用途的道路。

質(zhì)量計(jì)算的挑戰(zhàn)和當(dāng)前狀態(tài)

量子計(jì)算已經(jīng)取得了迅速的進(jìn)步，但是在實(shí)用應(yīng)用中，在廣泛采用它之前，仍然存在重大的技術(shù)和業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。

最突出的挑戰(zhàn)之一是開發(fā)可行的業(yè)務(wù)模型。大型資本和運(yùn)營費(fèi)用導(dǎo)致量子計(jì)算的推出延遲。此外，量子計(jì)算服務(wù)及其定價(jià)等收入模型的變化仍然相對(duì)較新，使團(tuán)隊(duì)公司更難理性地證明長期投資是合理的。

顯然，定義用例提出了另一個(gè)挑戰(zhàn)。盡管量子計(jì)算在包括量子化學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)在內(nèi)的領(lǐng)域具有潛力，但尋找商業(yè)上可行的用途仍然很困難。行業(yè)發(fā)展取決于知道量子計(jì)算機(jī)在哪里提供了與傳統(tǒng)計(jì)算的明顯優(yōu)勢(shì)，并預(yù)測了市場的規(guī)模和接受時(shí)間表。

從技術(shù)上講，硬件限制仍然是主要挑戰(zhàn)。現(xiàn)實(shí)世界中的問題解決需要量子設(shè)備的固定穩(wěn)定性和操作精度。必不可少的是量子相干性，可伸縮性和容錯(cuò)性的增益。實(shí)際計(jì)算取決于軟件開發(fā)中的同時(shí)發(fā)展，包括混合算法和減輕錯(cuò)誤的策略。

可伸縮性和誤差緩解仍然是量子計(jì)算中的核心挑戰(zhàn)，但量子誤差校正(QEC)的重大進(jìn)展使該領(lǐng)域保持了活力并朝著通用耐斷層量子計(jì)算(UFTQC)前進(jìn)。與經(jīng)典的模擬計(jì)算，高物理錯(cuò)誤率證明是無法克服的，量子計(jì)算繼續(xù)通過嚴(yán)格的抑制錯(cuò)誤技術(shù)來發(fā)展。

“值得注意的是，我們的計(jì)算機(jī)已經(jīng)用于現(xiàn)實(shí)世界的工作負(fù)載，但本著問題的精神：眾所周知，當(dāng)量子計(jì)算(QC)首次在80年代首次出現(xiàn)時(shí)，人們認(rèn)為這是不可能的，原因是為什么模擬計(jì)算從未脫離的原因：身體錯(cuò)誤率太高了，”發(fā)言人說。

根據(jù)Quantinuum的說法，由于量子誤差校正(QEC)的進(jìn)步，該字段仍然存在的唯一原因。 “我們是QEC的領(lǐng)導(dǎo)者，正在慢慢組裝通用耐斷層量子計(jì)算(UFTQC)所需的所有部分。 UFTQC需要一份已知的功能列表，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以下內(nèi)容：

· 物理錯(cuò)誤率低于閾值(許多示例，每次我們都低于物理錯(cuò)誤率時(shí)都會(huì)證明這一點(diǎn);

· 中路測量以獲得誤差綜合征;

· 實(shí)時(shí)QEC(實(shí)時(shí)解碼綜合征并進(jìn)行更正);

· 容錯(cuò)的遠(yuǎn)程注射(對(duì)于許多QEC應(yīng)用至關(guān)重要);

· 在物理上顯示邏輯錯(cuò)誤率;

· 展示容忍斷層的克利福德大門

量子計(jì)算雖然先進(jìn)且可靠，但被譽(yù)為未來的技術(shù)，因此，這種模式也很感興趣。但是，在大規(guī)模應(yīng)用中有效利用這項(xiàng)技術(shù)仍然充滿了問題。重要的是，許多與正電子相關(guān)的問題尚未完全或令人滿意地解決。

目前，必須克服幾個(gè)挑戰(zhàn)以在量子計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)展。最基本的挑戰(zhàn)是開發(fā)高距離，高速Q(mào)EC代碼 - 我們理想情況下，每個(gè)物理量子都希望許多邏輯量子量，以實(shí)現(xiàn)資源的最高利用。另外，對(duì)于任何想要做更多的量子計(jì)算機(jī)而不是穩(wěn)定器代碼的量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部分，易耐斷層的非克利福德門的發(fā)展仍然是一個(gè)重要的障礙。

當(dāng)適用于實(shí)際操作中的完整通用算法而沒有失敗時(shí)，將采取重要的步驟。這將涉及量子傅立葉變換的高操作率，以及邏輯錯(cuò)誤率低于物理錯(cuò)誤率的邏輯實(shí)現(xiàn)。這種進(jìn)步將是從紙質(zhì)誤差校正的急劇轉(zhuǎn)變，該誤差校正僅在紙上存在到量子計(jì)算，從而帶來了能夠耐受性的實(shí)用困難。

“我們面對(duì)這些挑戰(zhàn)的距離越近，我們?cè)浇咏朔?dāng)今最前沿的可伸縮性和誤差障礙的障礙，在廣泛的問題中可能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的信任的地平線將變得更加明確?！卑l(fā)言人說。最后，確定何時(shí)商業(yè)化是困難的，并要求融合市場準(zhǔn)備和技術(shù)進(jìn)步。實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的全部潛力取決于克服這些障礙。