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清華學(xué)霸跨行創(chuàng)業(yè),探索量子計算機(jī)的“iPhone時刻"

發(fā)布時間:2024-4-19 18:46    發(fā)布者:eechina
關(guān)鍵詞: 光量子 , 量子計算
來源: 南方都市報

2017年5月,科技界迎來了一則重磅消息:世界上第一臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)的光量子計算機(jī)在中國誕生。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,2019年1月,IBM 也宣布發(fā)布世界上第一臺獨(dú)立的量子計算機(jī) IBM Q System One。近年來,隨著量子計算產(chǎn)業(yè)的熱潮在全球興起,一場圍繞量子計算的全球競賽已鳴槍開跑。

對于熟悉經(jīng)典計算機(jī)的人們而言,量子計算機(jī)既熟悉又陌生。通俗來說,與經(jīng)典計算機(jī)一樣,量子計算機(jī)的目的也是提供算力,但兩者的工作原理和優(yōu)勢卻有很大區(qū)別。

“在算力需求不大的應(yīng)用場景下,經(jīng)典計算機(jī)其實(shí)更占上風(fēng)。但到了算力需求較大的時候,量子計算便能帶來更快、更好的結(jié)果。”量旋科技創(chuàng)始人、CEO項(xiàng)金根如是說。

雖然量子計算機(jī)還并未像經(jīng)典計算機(jī)一般普及,但現(xiàn)階段已有許多企業(yè)開始致力于量子計算機(jī)的產(chǎn)品化,量旋科技就是其中之一。自2018年成立后,量旋科技已經(jīng)研發(fā)出多款小型的桌面量子計算機(jī)核心產(chǎn)品。

在積極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的背景下,量子信息技術(shù)作為培育未來產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力、推動高質(zhì)量發(fā)展的重要方向之一,正在成為釋放新質(zhì)生產(chǎn)力的一種新動能。近期,南都·灣財社推出《新質(zhì)·中國造》,深入千行百業(yè),遍訪灣區(qū)企業(yè),解鎖灣區(qū)新質(zhì)生產(chǎn)力,共探高質(zhì)量發(fā)展之道。本期走進(jìn)深圳量旋科技有限公司,對話量旋科技創(chuàng)始人、CEO項(xiàng)金根。

“三清博士”跨行從商
本碩博都畢業(yè)于清華大學(xué),項(xiàng)金根是一名典型的“三清博士”。然而,與大部分導(dǎo)師深耕學(xué)術(shù)不同,從小生長在浙商環(huán)境中的項(xiàng)金根更喜歡做產(chǎn)品,性格的偏好是其轉(zhuǎn)戰(zhàn)商界的主要原因。本科階段,項(xiàng)金根就研發(fā)過一臺小型化工業(yè)CT機(jī),可代替大型設(shè)備進(jìn)行測試,而這個產(chǎn)品,也為其創(chuàng)業(yè)期間研發(fā)便攜式的桌面型產(chǎn)品打下了基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)戰(zhàn)商界,單憑一腔熱血是不夠的。項(xiàng)金根表示,自己并不是從學(xué)術(shù)界直接轉(zhuǎn)型創(chuàng)業(yè)者,為了積攢經(jīng)驗(yàn),他也曾在各大公司歷練,比如世界五百強(qiáng)企業(yè)SAP(德國軟件公司),及一些初創(chuàng)的公司。

創(chuàng)業(yè)初期,在其妻子——量旋科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家曾蓓從事量子計算科研工作的影響下,兩人瞄準(zhǔn)量子計算產(chǎn)業(yè)化的機(jī)遇,才選擇在2018年走上創(chuàng)業(yè)道路。

彼時,“第一桶金”也為公司的成立開了個好頭。在公司注冊之前,量旋科技就順利拿到了第一筆融資。

項(xiàng)金根坦言,量旋科技的創(chuàng)業(yè)路線也一定程度上受到IBM(國際商業(yè)機(jī)器公司)的影響。2016年,IBM全球首推量子計算云平臺,讓量子計算真正走進(jìn)大眾視野,“那時我們就有了一些想法,隨著公司漸成規(guī)模,現(xiàn)在更是打算將所有的精力都投入其中。”

隨著技術(shù)的進(jìn)步,量旋科技關(guān)于創(chuàng)業(yè)路線的想法也在不斷完善。“2017年的想法是要做超導(dǎo)量子計算機(jī),但實(shí)際上我們也知道面臨一些困難,因?yàn)橘Y金投入量比較大。”在項(xiàng)金根看來,作為一家初創(chuàng)公司,可能需要先做一些現(xiàn)實(shí)的東西讓團(tuán)隊(duì)活下來,“比如一個可以盡快產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線,這就是桌面型核磁量子計算機(jī)的研發(fā)思路。”

“一方面,我們的量子計算機(jī)肯定要滿足大家的需求,也就是做產(chǎn)業(yè)化,能讓大家用得上。另一方面,又必須要能夠解決各種各樣的場景通用問題,可以應(yīng)用在各個行業(yè)。要實(shí)現(xiàn)這個長遠(yuǎn)的目標(biāo),最終就是要實(shí)現(xiàn)通用的量子計算機(jī),這是未來的一個很重要的發(fā)展方向。”循著這個路徑,量旋科技開啟了行業(yè)探索之路。

實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)量子計算機(jī)首次出口海外發(fā)達(dá)國家
據(jù)項(xiàng)金根介紹,由于受限于較高的入門門檻和有限的專業(yè)人才,國內(nèi)從事量子計算的公司只有幾十家,且大體量的公司非常少,這種情況并不利于行業(yè)發(fā)展。

“由于大家對量子計算比較陌生,所以會以為非常難懂。其實(shí)在量子計算這個名詞中,計算是主語,量子只是個形容詞或定語,它并沒有完全用到量子力學(xué)的所有規(guī)律,我們只需要用到其中幾條假設(shè),且不需要去探究這條假設(shè)是如何來的。量子計算的入門門檻并沒有那么高,大家不要被‘量子’這個詞給嚇到。”項(xiàng)金根笑言,作為從業(yè)者,他也呼吁對此這一學(xué)科感興趣的同學(xué)不要因?yàn)槊滞鴧s步,都可以來學(xué)習(xí)一下量子計算。

瞄準(zhǔn)了教育級產(chǎn)品賽道,2020年,量旋科技發(fā)布了全球首臺桌面型核磁量子計算機(jī)(2比特)“雙子座”。這臺小小的桌面量子計算機(jī)十分便攜,定價在5萬到40萬之間,很快吸引了許多學(xué)校的關(guān)注。項(xiàng)金根表示,桌面型量子計算機(jī)的誕生正是致力于培養(yǎng)更多的量子計算人才。

項(xiàng)金根透露,目前在全球范圍已經(jīng)有超過100所學(xué)校與量旋科技展開合作,其中海外客戶就占到了70%,包括杜克大學(xué)、滑鐵盧大學(xué)、西澳大利亞大學(xué)、東京大學(xué)、奧斯陸城市大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京理工大學(xué)、深圳中學(xué)等國內(nèi)外頂尖學(xué)校。

其中,其銷至挪威奧斯陸城市大學(xué)和澳大利亞西澳大學(xué)的兩臺“雙子座”桌面型核磁共振量子計算機(jī),更是首次實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)量子計算機(jī)出口到海外發(fā)達(dá)國家。

“但桌面型量子計算機(jī)還有一個缺點(diǎn),就是它的比特數(shù)不夠多,這意味著它的算力就不夠強(qiáng)。要突破量子計算機(jī)高算力瓶頸,就需要更多比特,那就是另外一條路線,即超導(dǎo)量子計算機(jī)路線。”

項(xiàng)金根介紹,超導(dǎo)量子計算機(jī)主要面向產(chǎn)業(yè)級和高端的科研級客戶,“比如中石油、中石化、中移動、電信等需要高算力應(yīng)用場景的終端客戶,以及制藥研發(fā)的終端客戶,還有像超算中心云平臺這種算力提供者。”

其中,量子芯片是超導(dǎo)量子計算機(jī)中最核心的部分。項(xiàng)金根說,“這就像電腦里的CPU,主要提供計算功能。但只有CPU是不完整的,它還需要一個主板來進(jìn)行控制。那么量子計算機(jī)也類似,除了量子芯片,我們也需要一個測控系統(tǒng)。”

因此,在對外銷售上,超導(dǎo)量子計算機(jī)共有三款產(chǎn)品,一個是量子計算機(jī)整機(jī),另外兩款是量子芯片和測控系統(tǒng),均可單賣。“量子芯片的售價與比特相關(guān),比特越多售價越貴。

針對超導(dǎo)量子計算機(jī)的研發(fā),量旋科技建設(shè)了一條完整的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)線。從芯片設(shè)計、加工到測試系統(tǒng)研發(fā)、整機(jī)集成,全鏈條加工是超導(dǎo)量子計算機(jī)的研發(fā)特點(diǎn)。而對于桌面型這種小型化的量子計算機(jī),公司主要負(fù)責(zé)包括研發(fā)、設(shè)計與集成調(diào)試環(huán)節(jié)在內(nèi)的大部分環(huán)節(jié)。

經(jīng)過6年的發(fā)展,量旋科技已經(jīng)初具規(guī)模。項(xiàng)金根透露,目前量旋科技的團(tuán)隊(duì)規(guī)模已拓展至70人左右,其中研發(fā)成員超過40人,約占公司總?cè)藬?shù)的60%。

不過,同大多研發(fā)型企業(yè)一樣,量旋科技每年的研發(fā)投入占比較大。項(xiàng)金根坦言,“公司的研發(fā)投入和營收幾乎一致。”

這種情況下,量旋科技如何保持“造血能力”?項(xiàng)金根表示,“公司目前的營收可以滿足人員和研發(fā)的支出,基本能夠?qū)崿F(xiàn)盈虧平衡。而在加強(qiáng)技術(shù)方面,特別是對大設(shè)備的采購,我們會根據(jù)融資的節(jié)奏來。”目前,量旋科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)四輪融資,對未來的發(fā)展有信心。

2050年之前或迎來量子計算機(jī)的“iPhone時刻”
暢想量子計算行業(yè)的未來,項(xiàng)金根表示,“這可以從幾個方面來考慮。一方面,一些行業(yè)中與量子力學(xué)相關(guān)的計算問題必須要由量子計算機(jī)來解決,經(jīng)典計算機(jī)即使算力比現(xiàn)在強(qiáng)1億倍也解決不了。比如醫(yī)藥行業(yè),在研發(fā)藥物方面,最理想的情況是可能降低三分之一的成本。除此之外,如果你的算力足夠強(qiáng),還可以開發(fā)出更好的藥物,治療更好的疾病,對人類的健康事業(yè)做出大貢獻(xiàn)。”

“另一方面,它還可以解決算力的短缺問題。由于傳統(tǒng)半導(dǎo)體算力的制程目前已經(jīng)快到極限了,這就面臨一個問題,就是單位算力需要的功耗是穩(wěn)定的,如果我需要更多算力,意味著需要更高的電力能耗。有預(yù)測是人工智能需要的算力所對應(yīng)的能耗,到 2030 年就會占掉全球發(fā)電量的45%,這種能源的消耗一直發(fā)展下去肯定沒那么現(xiàn)實(shí)。”

項(xiàng)金根坦言,這樣就需要一些新的算力,而解決這個問題的方向有兩種,其一就是讓電力越來越便宜,那就是去找新的能源,比如可控核聚變。其二便是去尋找持有更好技術(shù)的算力提供者。“比如量子計算這種,它的能耗更低,算力可以更高。”

因此,針對量子計算機(jī)的發(fā)展方向,在項(xiàng)金根看來,目前主要有兩個方面:一個是提高算力,另外一個就是體積小型便攜化,走進(jìn)千家萬戶。“這和傳統(tǒng)計算機(jī)的發(fā)展路線其實(shí)是類似的。”

項(xiàng)金根預(yù)測,十年內(nèi)小型的教育型量子計算機(jī),已經(jīng)可以普及到很多學(xué)校了。未來,量子計算機(jī)的成本也會繼續(xù)下降。

“有一句話這樣說,人類總是高估短期的發(fā)展速度,低估長期的發(fā)展速度。”項(xiàng)金根說,“實(shí)際上,科技發(fā)展是指數(shù)上升的,它剛開始可能比線性的慢,但過幾年會更快。所以,量子計算機(jī)的iPhone 時刻我們可以暢想,但我認(rèn)為不會晚于2050 年。”

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