阿里啟動量子硬體研發 欲5年內實現量子計算應用演示

9月19日，2018雲棲大會上，阿里巴巴集團首席技術官、達摩院院長張建鋒宣布，達摩院已經開始研發超導量子晶元和量子計算系統。阿里巴巴也成為繼IBM、微軟、谷歌和英特爾之後，全球第五家啟動量子硬體研發項目的大型科技企業。

達摩院量子實驗室創始人及主任施堯耘博士在會後接受記者採訪時表示：量子計算正處於軟硬體相互驅動的新階段。「我們必須緊密結合晶元與應用的開發，才能最快地讓量子計算落地。」

從模擬到研發：量子計算終將實現

2017年9月，阿里雲宣布世界知名量子計算科學家、密西根大學終身教授施堯耘已經入職阿里巴巴，擔任阿里雲量子技術首席科學家，他的主要工作是組建並負責阿里雲量子計算實驗室。

施堯耘表示，剛到阿里巴巴時，他的設想是做應用，而在一年後開始決心做全站的、全方位的量子計算的探索。這也是這一年中最大的改變。

量子計算正處於軟硬體相互驅動的新階段。因為量子硬體的發展是一個循序漸進的過程，最早實用的量子演算法必須基於硬體的特性進行優化，而最初的硬體也必須針對特定的應用進行優化。這便需要結合晶元與應用開發，才能更快的推進量子計算落地。

量子硬體肯定是從弱到強。施堯耘表示「在它還不是很強大的時候，我們希望它儘快地有用，你要充分利用它的有限的能力。所以未來的第一個有用的量子計算機，肯定是硬體會針對這個應用做優化，應用在實現這個演算法的時候，也會根據這些硬體的特點去做優化。」

從模擬量子計算到研發超導量子晶元和量子計算系統，這是一個很大的跨越，是經典計算和量子計算的差別。阿里巴巴對模擬演算法是有深刻理解的，但整個領域對如何實現量子計算還在摸索之中。「用經典模擬量子是我們在實現真正量子計算前的一個積累和探索階段。」施堯耘解釋道。

而阿里巴巴做量子計算是因為相信它能夠給客戶，給業務帶來非常巨大的價值。

施堯耘強調：我們堅信量子計算終將實現。

量子計算不會取代經典計算

在量子計算領域裡，不少企業公布了量子計算機開發計劃，包括谷歌、IBM、微軟、英特爾等。相比傳統計算機，量子計算機的最大區別在於：傳統計算機只能按照時間順序一個個地解決問題，而量子計算機卻可以同時解決多個問題。

量子計算的發展是否會取代經典計算？從施堯耘的個人觀點來看，兩個計算有著不同，並不會相互取代。

「量子計算的能力不僅在於某一些問題上算得更快、更好，而且也在於它不一樣。」施堯耘如此表述量子計算的不同之處。

在其看來，量子計算的驅動力和晶元、人工智慧等技術一樣，都是大數據後面的價值。「量子相當於說是一個不一樣的、不同維度的工具，使得經典計算沒法很直接地去模擬它。」

而量子計算未來在公司將是不一樣的工具，可能會開拓新商業，然後也會提升現有的業務，而且提升會是很廣泛的提升。對於阿里巴巴來說，未來也可能是基礎設施般的存在。

探索應用場景 構建量子計算生態

早在兩年前，阿里巴巴已經開始布局相關研究。2015年7月，中國科學院與阿里雲在上海宣布，共同成立「中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室」，今年3月，阿里巴巴公布了面向未來的NASA計劃，量子技術是NASA計劃要重點突破的領域之一。

據了解，此次除了量子晶元外，量子實驗室的研發重點還包括雲端量子計算系統和AI、優化、物理模擬等領域的量子加速演算法。

此外，阿里巴巴正在和合作夥伴一起探索量子計算的豐富應用場景，電子商務、物流、金融、新材料和藥物發現等行業與領域都有望受益。「雖然很難想像會出現人人都能直接使用的桌面量子計算機，每個普通人都能從量子計算孕育的顛覆性計算力中獲益。」施堯耘說。

阿里巴巴看重的是構建生態，而在量子計算領域，這一生態包括產業鏈的上中下游，即客戶、研發合作夥伴、供應商和輔助技術提供者。施堯耘認為量子計算的生態建設是必要的，可以加速落地，也使得落地帶來更大的價值

對於阿里巴巴在量子計算方面的推進，施堯耘希望能夠吸引中國更多的年輕人加入到量子計算研發的隊伍中，同時希望能夠幫助整體生態的成長，使得上下中游的合作夥伴一起把產業從無到有，從有到大發展起來。

量子實驗室還希望在5年內實現量子計算的應用演示，以展示量子計算在解決一些高價值實際問題上相對經典計算的優勢，並最終實現達摩院量子項目的終極目標：推出基於量子計算的商用系統，通過顛覆性的計算力為阿里巴巴的客戶與社會大眾帶來更大價值。

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