在經(jīng)歷了 " 史詩(shī)級(jí) " 芯片漏洞危機(jī)之后，英特爾很快扳回一局。

英特爾 1 月 8 日在 CES 展會(huì)上宣布，向研究合作伙伴交付全新研制的 49 量子位測(cè)試芯片 "Tangle Lake"，該芯片以美國(guó)阿拉斯加的湖泊命名，用來(lái)代表量子位運(yùn)行所需要的極低溫度。

這一進(jìn)展也被許多人視作英特爾正接近實(shí)現(xiàn) " 量子霸權(quán) " 的目標(biāo)。

英特爾將超導(dǎo)量子計(jì)算測(cè)試芯片的量子位從 7、17 提高到 49(從左到右)(圖片來(lái)源：英特爾官網(wǎng))

什么是量子計(jì)算

簡(jiǎn)單地說(shuō)，量子計(jì)算是一種顛覆性的新技術(shù)。

量子計(jì)算是利用量子疊加和量子糾纏來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，量子計(jì)算機(jī)則擁有超強(qiáng)的計(jì)算能力。

著名量子信息學(xué)家郭燦森曾解釋，理論上：

擁有 300 個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)就能支持比宇宙中原子數(shù)量更多的并行計(jì)算;

量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)⒛承┙?jīng)典計(jì)算機(jī)需要數(shù)萬(wàn)年來(lái)處理的復(fù)雜問(wèn)題的運(yùn)行時(shí)間縮短至幾秒鐘。

如果形象的比喻，那么就是自行車與飛機(jī)的速度差異。

中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉此前接受新華社采訪時(shí)就這么打比方：如果傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的速度是 " 自行車 "，那么量子計(jì)算機(jī)的速度就是 " 飛機(jī) "。

量子計(jì)算邁出馬拉松長(zhǎng)跑的第一步

在英特爾公司副總裁兼英特爾研究院院長(zhǎng)Michael C. Mayberry看來(lái)，相對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算，量子計(jì)算最大的優(yōu)勢(shì)是可以并行地運(yùn)行數(shù)據(jù)，它表示數(shù)據(jù)的能力達(dá)到傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的50倍，使得我們可以處理在固定內(nèi)存時(shí)間內(nèi)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)解決不了的問(wèn)題。

英特爾公司副總裁兼英特爾研究院院長(zhǎng)Michael C. Mayberry

如何淺顯易懂的理解量子計(jì)算和傳統(tǒng)計(jì)算的區(qū)別，有一個(gè)行業(yè)公認(rèn)的例子：拋一枚硬幣，通常來(lái)說(shuō)，它落地時(shí)或者正面朝上、或者反面朝上，只有兩種答案，這就是二進(jìn)制的傳統(tǒng)計(jì)算。那么，現(xiàn)在你把硬幣立起來(lái)旋轉(zhuǎn)，它既是1，也是0，這就是量子計(jì)算。

量子計(jì)算的潛力有多大呢?這么說(shuō)吧，傳統(tǒng)計(jì)算用盡洪荒之力幾十年才能解決的數(shù)據(jù)問(wèn)題，量子計(jì)算可能只需要1秒就可以搞定。

對(duì)于英特爾這樣一家數(shù)據(jù)公司，押注量子計(jì)算的目的就太明顯了。目前全球范圍內(nèi)包括無(wú)人駕駛、人工智能各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，但計(jì)算能力加起來(lái)卻十分有限，量子計(jì)算如果一旦落地使用，將會(huì)呈現(xiàn)顛覆式跨越。

2015年的時(shí)候，英特爾就與學(xué)術(shù)界合作伙伴QuTech一起加快量子計(jì)算的研發(fā)，直到去年10月，雙方攜手成功測(cè)試了17量子比特超導(dǎo)計(jì)算芯片。正在舉辦的CES2018期間，英特爾正式向QuTech 交付了首個(gè) 49 量子比特量子計(jì)算測(cè)試芯片。

三個(gè)月，實(shí)現(xiàn)從17量子比特到49量子比特的跨越，迭代速度是顯而易見的。對(duì)于英特爾來(lái)說(shuō)，這意味著，量子計(jì)算雖然經(jīng)歷了將近40年歷史，十年內(nèi)可能也不會(huì)商業(yè)化，但今天終于邁出馬拉松的第一步，快速奔跑的時(shí)機(jī)已經(jīng)來(lái)臨。

巨頭爭(zhēng)奪的下一個(gè)制高點(diǎn)

在量子計(jì)算領(lǐng)域，有一個(gè)耳熟能詳?shù)脑~叫“量子霸權(quán)”，它是由美國(guó)加州理工學(xué)院物理學(xué)家約翰·普瑞斯基爾發(fā)明，初步給量子計(jì)算機(jī)設(shè)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，意思大概是說(shuō)：當(dāng)下頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)能夠完成成5到20個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)所做的事情，但超過(guò)49個(gè)左右量子比特后，量子計(jì)算機(jī)的能力就可以讓超級(jí)計(jì)算機(jī)望塵莫及。

前不久，英特爾向研究伙伴交付的就是49量子比特的量子計(jì)算機(jī)芯片，所以消息剛發(fā)布之時(shí)，英特爾這一成果，被行業(yè)視為正接近實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”目標(biāo)。

但爭(zhēng)奪“量子霸權(quán)”的不只是英特爾一個(gè)，量子計(jì)算這個(gè)領(lǐng)域的科技巨頭們不乏少數(shù)。2017年11月，IBM就宣布建成一臺(tái)能夠處理50量子比特的量子計(jì)算機(jī)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)云計(jì)算訪問(wèn)量子計(jì)算機(jī)，開發(fā)相關(guān)的軟件工具。

谷歌則是選擇直接開源量子計(jì)算軟件 OpenFermion，以便讓科學(xué)家更方便的使用量子計(jì)算機(jī)。最新的消息顯示，谷歌已經(jīng)成功地模擬9量子比特量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了量子采樣，并且著手打造一個(gè)50量子比特的量子計(jì)算機(jī)。

英特爾牛在哪里?

"49" 是這次英特爾突破性進(jìn)展里繞不過(guò)的數(shù)字："49" 距離 " 量子霸權(quán) " 僅一步之遙。

" 量子霸權(quán) "(quantum supremacy)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是由加州理工量子理論學(xué)家 John Preskill 在 2012 年創(chuàng)造的，指的是當(dāng)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到 50 量子位的時(shí)候，其計(jì)算能力將超過(guò)世界上任何計(jì)算機(jī)，能解決任何計(jì)算機(jī)解決不了的問(wèn)題。

英特爾副總裁 Michael Mayberry 則選擇從科學(xué)的角度來(lái)解釋。

《IEEE 綜覽》提到，Mayberry 認(rèn)為，從科學(xué)的角度來(lái)看 50 量子位是一個(gè)有趣的情況，達(dá)到 50 量子位時(shí)，就沒有辦法完全預(yù)測(cè)或模擬芯片的量子行為。

IBM 則提到，在大約 50 量子位的情況下，現(xiàn)有計(jì)算量子振幅的方法，要么需要太多的計(jì)算，要么需要的存儲(chǔ)比目前任何超級(jí)計(jì)算機(jī)上可用的還要多。

量子芯片競(jìng)爭(zhēng)激烈

量子計(jì)算前景廣闊，各大科技巨頭也在研發(fā)上爭(zhēng)分奪秒。

去年 10 月，英特爾通過(guò)官網(wǎng)宣布生產(chǎn)出 17 超導(dǎo)量子位的全新芯片。17 量子位是執(zhí)行表面代碼糾錯(cuò)的最少數(shù)值。

IBM 在 2017 年 11 月宣布成功研制 50 量子位處理器原型，并在去年年底宣布將與三星、摩根大通和巴克萊銀行等 12 家主要公司合作，測(cè)試量子計(jì)算機(jī)。谷歌也表達(dá)了在這一領(lǐng)域的雄心壯志。

不過(guò)對(duì)于任何人而言，想要實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的商用目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走。

一方面，量子位十分脆弱，任何噪音或者干擾都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。英特爾指出，量子位要在極度低溫下運(yùn)行，約零下 273 攝氏度，比太空的溫度低 250 倍。

另一方面，現(xiàn)在 49 量子位或者 50 量子位還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

英特爾預(yù)計(jì)，未來(lái) 5 到 7 年的時(shí)間內(nèi)，研究人員能夠達(dá)到 1000 量子位系統(tǒng)的目標(biāo)。1000 看似很多，然而許多專家認(rèn)為，從商業(yè)角度來(lái)看至少需要達(dá)到 100 萬(wàn)。