中國首家運用量子計算的科技公司,是它!

物理 量子計算 雲計算 天文 新科技動態 2017-05-06

中國首家運用量子計算的科技公司,是它!

5月3日,科技界迎來一顆“炸雷”:當天,中國科學院在上海舉行新聞發佈會,宣佈中國造出了世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機。

據媒體報道,這系列突破性進展,由中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等,聯合浙江大學王浩華教授研究組共同完成。中科院是全球頂尖的量子通訊研究機構之一,據中科院院士潘建偉介紹,研究團隊在2016年首次實現十光子糾纏操縱的基礎上,構建出光量子計算原型機,該原型機的“玻色取樣”速度比業界快了2.4萬倍。通過和經典算法比較發現,這臺光量子計算原型機比人類首臺電子管計算機(ENIAC)和首臺晶體管計算機(TRADIC)運行速度提高10至100倍。預計在2017年底,研究團隊將實現約20個光量子比特的操縱。

據悉,量子計算利用量子相干疊加原理,在原理上具有超快的並行計算和模擬能力,計算能力隨可操縱的粒子數呈指數增長,可為經典計算機無法解決的大規模計算難題提供有效解決方案。根據聯合實驗室的研究計劃:預計到2025年,量子模擬將達到當今世界最快的超級計算機的水平,初步應用於一些目前無法解決的重大科技難題。

也就是說,量子計算要比現有的計算方式快得多。快到什麼程度呢?大概就是,把你的出行方式從騎自行車改成了搭飛機。打個比方,如果使用億億次的“天河二號”超級計算機求解一個億億億變量的方程組,所需時間為100年,而使用一臺萬億次的量子計算機求解同一個方程組,僅需0.01秒。

中國首家運用量子計算的科技公司,是它!

“一小步”之後還有漫長的路程。對日新月異的互聯網界來說,對量子計算的投入既是對未來各種應用場景的技術佈局,更是一次帶著理想主義色彩的投入——沒有人知道這件事何時從夢想化作現實,就像現在,每個人都在談論大數據、雲計算,這跟“無現金社會”一樣,變化來得太快,在以前甚至不可想象。

在兩年前,阿里就在這些“不可能”之上佈局。2015年7月30日,阿里巴巴集團旗下阿里雲宣佈聯合中科院成立一個全新的實驗室,共同開展在量子信息科學領域的前瞻性研究,研製量子計算機,這便是當天在上海成立的中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室。這是亞洲首個量子計算實驗室,而這間實驗室的成立,也意味著阿里成為繼谷歌、微軟及IBM之後首個涉足量子計算的中國科技公司。(兩年前,浙江日報曾就這次合作進行專門報道:《中科院與阿里聯手攻堅 探索量子計算的奇妙世界》)

中國首家運用量子計算的科技公司,是它!

當時,潘建偉教授曾表示,中國科學院在量子信息技術方面處於國際先進水平,在過去十餘年間,相關研究團隊的成果曾多次入選美國物理學會、歐洲物理學會、《自然》雜誌、《科學》雜誌等國際機構評選的年度重大進展。阿里巴巴擁有全球最大的電子商務平臺、全球領先的雲計算平臺,以及大規模、多元化的業務場景,是催化量子信息技術成熟商用的最佳合作伙伴。

時任阿里巴巴集團首席技術官王堅(現在是阿里巴巴技術委員會主席)則表示:“如果要在如今的前瞻技術中選擇,我一定選擇量子計算。量子信息科技浪潮,將對雲計算產生革命性影響,真正為人類提供沒有限制的計算能力。從追隨者成為引領者,這是每一個科技公司的偉大機遇。”

量子計算技術正在加速轉化為現實。在今年3月的深圳雲棲大會上,阿里雲公佈了全球首個雲上量子加密通訊案例,通過建立多個量子安全傳輸域,為客戶提供無條件安全數據傳輸服務。這也是量子保密通信技術在電子商務和數據中心安全方面的現實應用——量子加密通道將成為未來互聯網重要的基礎設施之一。

有人說,雙11的數據或許掩蓋了阿里巴巴在技術領域的光芒。今年3月9日,阿里巴巴集團在杭州召開首屆技術大會,動員全球兩萬多名科學家和工程師投身“新技術戰略”,馬雲宣佈啟動阿里版“NASA”計劃,並表示,正如美國航空航天局NASA驅動人類科技和生活的進步,新經濟體也必須建在新的技術基礎設施之上,建立在新的技術思考之上。

場景應用的廣泛性和獨特性,正驅動阿里巴巴攀登到技術創新的臨界點。在馬雲看來,阿里巴巴的“NASA”擔當的正是面向未來的責任,以前,技術是跟著業務走,更像是個“兵工廠”,而為了解決10年、20年後的困難,阿里巴巴要建立必須思考建立導彈的機制,成立新技術研發體系,聚焦核心領域的研究,研發“祕密武器”。

量子計算,就是阿里巴巴解決20年後計算資源稀缺的祕密武器。

量子應用大事記

1982年,諾貝爾獎獲得者理查德·費曼提出“量子計算機”的概念。

1994年,貝爾實驗室的專家彼得·秀爾證明量子計算機能夠完成對數運算,且速度遠勝傳統計算機。

1997年,科學家首次用一對糾纏光子實現了量子信息傳輸。

2005年,世界第一臺量子計算機原型機在美國誕生,基本符合了量子力學的全部本質特性。

2007年2月,加拿大D-Wave系統公司宣佈研製成功16位量子比特的超導量子計算機。

2007年,維也納大學的安東·齊林格和他的同事們用一對糾纏光子在加那利群島的兩個島之間傳輸了一份量子信息,傳送距離超過了143千米。

2010年1月,美國哈佛大學和澳洲昆士蘭大學的科學家利用量子計算機準確算出了氫分子所含的能量。

2010年3月,德國於利希研究中心發表公報:該中心的超級計算機JUGENE成功模擬了42位的量子計算機。

2010年,中國科大—清華大學聯合小組成功實現了當時世界上最遠距離的量子態隱形傳輸,傳輸距離達16公里。

2012年3月,IBM做到了在減少基本運算誤差的同時,保持量子比特的量子機械特性完整性。

2015年7月,中國科學院與阿里巴巴集團旗下阿里雲共同成立“中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室”,開展在量子信息科學領域的前瞻性研究。

2016年8月,,我國自主研製的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”成功升空。

2017年3月,馬雲宣佈啟動阿里巴巴的“NASA計劃”,並說“現在所研究的目標是為了解決10年、20年後的困難。

【浙江新聞+】

3月29日,阿里雲公佈了首個雲上量子加密通訊案例。

據瞭解,網商銀行的一組信貸業務數據率先進行了雲上量子加密通訊的遠距離傳輸“實戰”。該貸款需要運用到大量的數據計算來給客戶授信,服務的客戶都是散落在各地的小微經營者,對數據是否安全抵達數據中心提出了極高要求。據技術人員介紹,該次傳輸在城域之間的專有云通道進行。通過對信息採用量子密鑰加密,並使用量子技術對密鑰進行分發,保障了數據的不可破解和密鑰傳遞過程中的不可竊取或篡改。

自此,阿里雲成為全世界第一家可以提供量子加密信息傳送服務的雲計算公司,也是最安全的網絡服務提供者。

量子科學被視為新一代網絡信息技術的關鍵技術,相比傳統的信息安全技術,量子通信能做到數據傳輸的絕對安全,當前尚無計算能力進行破解,可解決信息傳輸的安全問題。也正因為此,量子通信的實用化和產業化已經成為各大國爭相追逐的目標。

由於成本昂貴,量子通信此前僅用於個別科學實驗。兩年前,阿里雲和中國科學院在上海成立量子計算實驗室,探索超越經典計算機的下一代超快計算技術。隨後,阿里雲與中國科學院旗下的國盾量子聯合發佈了量子加密通信產品--量子加密通道,使量子加密技術成為一種共享資源。據悉,阿里量子團隊擁有二十餘項量子通信應用相關專利。未來,阿里還將探索量子信息技術與區塊鏈、人工智能等技術的結合應用,目標是讓前沿領域的科研成果通過雲計算的方式,成為普惠科技,實現大規模產業應用。

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