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全球 20 家量子计算巨头名单出炉!百度阿里上榜

数据观 08-13

经典计算机需要 100 年才能破译的密码,量子计算机用 1 秒钟就能搞定。

全文共计 6230 字,预计阅读时间 8 分钟

来源 | CBinsights(转载请注明来源)

编辑 | 蒲蒲

量子计算机使用量子态作为 " 量子比特 ",它可以同时处于 1 和 0 状态,快速解决涉及许多可能变量的复杂计算,例如破解加密密钥,预测股市波动或优化飞机路线尽量减少燃料消耗。

近年来,全球量子计算领域研究开始进入快速增长期,各国纷纷发布自己量子信息科技战略,旨在抢占下一轮科技发展的 " 制高点 ",争取早日实现 " 量子优势 "。

作为当前国际科技竞争的热点领域,谷歌、IBM、微软、英特尔、华为、阿里巴巴等全球高科技公司,都为量子计算机研发投入了大量研究力量。

近日,全球知名创投研究机构 CBinsights 发布报告《20 家布局量子计算的科技巨头》,该报告盘点了世界上投资研发量子计算技术的 20 家科技公司,以及其研发目标。

报告链接:

https://www.cbinsights.com/research/quantum-computing-corporations-list/

1

2018 年 2 月,阿里云推出了具有 11 个量子比特的量子计算云服务。

2

百度于 2018 年 3 月宣布成立量子计算研究所,该计划的重点是量子信息理论和量子计算。百度的主要业务之一是搜索引擎,而搜索大量数据正是量子计算的潜力之一。

然而,百度已经落后于国内竞争对手阿里巴巴,后者已经推出了一项 11 比特的量子云计算服务。

3

2015 年,领导谷歌 QuAIL 业务的 Hartmut Neven 和他的团队最近发表了一篇论文,初步测试结果表明 D-Wave 机器在特定问题上可以比传统计算机芯片快 100 倍。

自 2013 年以来,QuAIL 团队一直在利用 D-Wave 的机器探索各种领域的量子计算应用,如网络搜索,语音 / 图像模式识别,规划和调度,空中交通管理,到其他星球的机器人任务,以及支持任务控制中心的行动。

2014 年,为了减少机器学习与人类智能之间的鸿沟 - 并在新兴的人工智能领域处于领先地位,Google 开始利用其在 D-Wave 机器上的经验,并专注于开发自己的量子硬件。

在 2018 年,谷歌宣布它已经建立了一个新的量子处理器,代号为 Bristlecone。这款 72 比特的设备在谷歌此前最好的 9 量子比特机器取得了重大进步,当时最接近的竞争者是 IBM 的实验室 50 比特的机器。在 2018 年晚些时候,谷歌宣布与 NASA 合作探索可以使用新量子处理器解决的问题。

在 2019 年初,谷歌在旧金山举行的 IEEE 国际固态电路会议上展示了为量子计算定制的电路。

4

IBM 在纽约 Yorktown Heights 的研究中心设有量子计算小组。该研究组的目标是通过建立可以扩展到更大尺寸的量子电路设计来克服量子系统的某些限制。

IBM 于 2019 年初推出了一款名为 "IBM Q System One" 的 20 比特量子计算系统,用户可以通过云端访问该系统,并宣布为埃克森美孚和欧洲核子研究中心提供量子服务。这两家公司关注的重点领域是使用 "IBM Q" 来研究财务数据,物流和风险。

2019 年 6 月,IBM 宣布与一些非洲大学建立合作伙伴关系。作为合作的一部分,IBM 希望研究人员将使用 IBM Q 的处理能力来研究药物研究和开发,采矿以及自然资源管理等主题。

IBM 全球副总裁 Norishige Morimoto 最近表示 IBM 将在五年内将量子计算机商业化。

5

2015 年底,空中客车集团于在威尔士纽波特建立了一个量子计算研发团队,该团队的主要目标是研究与密码学和计算相关的量子力学相关技术。

空客公司并不打算开发自己的量子计算硬件,而是希望让现有的量子计算机硬件适应航空航天工业中的特定问题,即那些需要处理和存储大量数据的问题,包括分类和分析卫星传输的图像,或为飞机制造研发新颖、耐用的材料。

2016 年,空中客车的风险投资部门 Airbus Ventures 投资了量子计算初创公司 QC Ware 的种子轮。 在 2018 年,空客再次成为该公司 A 轮投资者。

2019 年 1 月,空客公司开展了针对各种飞机设计和操作问题的量子计算驱动解决方案竞赛,相关问题包括翼盒设计优化,计算流体动力学以及使飞机爬升路线更加省油。

6

2017 年 5 月,AT&T 宣布与加州理工学院合作研发量子网络技术, 以帮助它提供更安全的通信方式。

2017 年底,该公司与两个合作伙伴,美国宇航局的喷气推进实验室和美国能源部在伊利诺斯州巴塔维亚的费米实验室开始研发建造量子网络。

7

博思艾伦汉密尔顿希望利用量子计算在竞争中找到更好的数据科学产品和服务。

该管理咨询公司表示,它已与政府和企业客户合作开发试验计划和量子计算机原型,以解决包括物流,药物发现以及软件中复杂代码的验证等问题。

2018 年 9 月,博思艾伦汉密尔顿收到了美国空军研究实验室的合同。作为该项目的一部分,博思艾伦汉密尔顿 Booz Allen 与量子计算公司 D-Wave Systems 一起研究如何利用量子计算来解决优化卫星分组的问题,以最大化其覆盖范围。

8

英国电信与东芝研究所(Toshiba Research)、美国 ADVA Optical Networking 和英国国家物理实验室联合研究量子加密技术。这项技术可以在敏感数据的传输过程中保护其安全性。

2018 年 6 月,英国电信宣布建成了一个 " 量子安全 " 的互联网网络,该网络部署在英国剑桥和英国电信的实验室所在地伊普斯威奇之间,两地大约相距 50 英里。

9

霍尼韦尔在量子计算方面的工作始于 2014 年,当时该公司参与了一项调查该技术的智能高级研究项目活动(IARPA)项目。

霍尼韦尔的主要研究焦点是一种被称为离子阱的量子技术 ,它利用电磁场将离子悬浮在空间中,并通过 " 陷阱 " 中的那些离子的运动来传输信息。

2019 年 5 月,霍尼韦尔首席执行官 Darius Adamczyk 宣布该公司的技术达到了 " 创纪录的高保真量子操作 ",并预计今年年底该项目将开始创造收入。

霍尼韦尔是为数不多的从事离子阱技术研究的公司之一,其中绝大多数公司 - 包括 IBM,谷歌和英特尔 - 都在使用半导体技术构建自己的量子计算硬件。

10

2015 年 9 月,英特尔向代尔夫特理工大学量子研究所 QuTech 和荷兰应用研究组织承诺投入 5000 万美元,为十年的合作提供支持。

在 2018 年的 CES 上,英特尔宣布它已经构建了一个名为 Tangle Lake 的 49 比特量子超导芯片。

在 2019 年 3 月,英特尔宣布了一种量子计算机测试工具,该工具允许研究人员验证量子芯片可靠性晶圆并检查量子比特在构建成全量子处理器之前是否正常工作。对于量子计算研究人员而言,这可能是一项重要的节省成本和时间的技术,也是量子处理器大批量生产的一个步骤。

11

KPN 是一家荷兰的电信公司,在其位于海牙和鹿特丹的 KPN 数据中心之间的网络中实施了端到端量子密钥分发(QKD),这种技术可以实现更安全的通信。KPN 也与专门从事量子加密的瑞士公司 ID Quantique 合作。

12

洛克希德 · 马丁公司与南加州大学合作,共同创办了 USC- 洛克希德 · 马丁量子计算中心(QCC)。该中心专注于绝热量子计算,其中问题被编码到物理量子系统的最低能量(" 最冷 ")状态,以找到具有许多变量的特定问题的最佳答案。

这种优化方法可以帮助洛克希德马丁公司解决很多问题,例如改进飞机设计或物流。

此外,D-Wave Systems 公司于 2015 年宣布与洛克希德马丁达成一项多年期协议,将该公司的 512-qubit D-Wave Two 量子计算机升级为具有 1,000+ 量子比特的新型 D-Wave 2X 系统。这是自洛克希德 · 马丁公司于 2011 年成为 D-Wave 首个客户以来的第二次系统升级。

13

微软:量子软件先行者

Microsoft 的 QuArC 小组成立于 2011 年 12 月,专注于设计用于可扩展,容错高的量子计算机的软件架构和算法。

该小组成果包括 LIQUi |>,一种用于量子计算的软件架构和工具套件。微软的 QuArC 小组与世界各地的大学密切合作,包括悉尼大学,普渡大学,苏黎世联邦理工学院和加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的量子计算小组等。

2014 年,微软透露它与 UCSB 的一个名为 Station Q 的研究组合作研究拓扑量子计算。Station Q 旨在研发可扩展,高容错,通用的量子计算机。

微软还在构建量子计算开发层方面取得了长足进步。2017 年底,微软宣布推出量子开发套件 - 一种名为 Q#的编程框架和语言,供寻求为量子计算机编写应用程序的开发人员使用。2019 年 2 月,微软推出了微软量子网络 - 一个致力于量子应用和硬件的机构和个人网络。

今年 5 月,微软表示其量子开发套件已被下载 100,000 次,并且它将开源其 Q#语言,编译器和量子模拟器。

14

此外,该公司还将其技术实施到日本信息和通信技术研究所的一个项目中,以测试基于量子安全网络的移动通信的可行性。

15

2015 年 9 月,东京大学纳米量子信息电子研究所与富士通实验室有限公司和 NEC 公司合作,宣布他们成功利用一个单光子发射器在相距 120 公里的两地之间实现量子密钥分配。

2018 年 1 月,NEC 宣布计划投资开发自己的量子计算技术,以解决最优问题。另一家日本巨头富士通宣布与多伦多大学合作,到 2020 年投资 4.51 亿美元用于研发量子计算技术。

16

诺基亚是贝尔实验室的母公司 ,而贝尔实验室是量子计算算法开发的先驱。量子算法先去包括 Peter Shor(Shor 算法)和 Luv Grover(Grover 算法)都曾是贝尔实验室职员。量子计算的火热得益于 Shor 在 1994 年的论文,他发现量子计算机将能够比传统计算机更快地找到大数的质因子,而这一能力对破坏传统的加密方法 产生极大威胁。

2017 年,摩根士丹利的一份报告将贝尔实验室的量子计算计划与 IBM,谷歌和微软的计算方案定为 " 最可靠的 " 方案。

17

NTT:关注最优化问题

NTT 基础研究实验室和 NTT 安全平台实验室合作研究超冷原子和量子信息处理。

2014 年,英国布里斯托尔大学的公司和研究人员开发出一种光学芯片,利用光子测试量子计算的新理论,目标是减少先前测试量子理论所需的资源。

2017 年,该公司开放了用于公共测试的原型量子计算机。NTT 的量子计算机与大多数从事量子计算的公司不同,它是一台 " 量子伊辛 " 机器 - 专门用于解决优化问题。

在 2018 年末,NTT 宣布了在硅谷开设量子计算研究中心的计划,目的是促进量子计算理论的研究并与其他当地研究人员合作。

18

雷神在其 Raytheon BBN Technologies 研发中心内成立了一个量子信息处理小组,专注于利用量子原理进行传感,计算和成像。

2012 年,Raytheon BBN Technologies 获得了 220 万美元的资金的投资,其研发目标是将量子计算机的各个方面集成到一个框架中,以便更好地管理资源和评估性能。

2017 年,Raytheon BBN 的一个团队与 IBM Research 合作,于 2017 年发布了一项关于自然量子信息的研究,该研究表明量子计算能够比传统计算设备更快,更有效地找到某些特定问题的答案。

19

2016 年 3 月,SK 电讯宣布建立了五个不同的国家量子通信测试网络,总覆盖距离为 256 公里。

在 2018 年初,SK 电信投资 6500 万美元,据称拥有 ID Quantique 超过 50%的股权,ID Quantique 是量子密钥分配系统等量子技术的开发商。

今年 9 月,SK 电讯宣布他们与 ID Quantique 和诺基亚之间的合作伙伴关系已经成功开发了 IDQ 的 QKD 与诺基亚光传输系统之间的互操作。

20

东芝的量子密钥分发(QKD)系统为基于光纤的计算机网络上的加密应用提供数字密钥。

该公司在 2015 年宣布,东芝生命科学分析中心的基因组数据将被量子通信系统加密,并传输到了日本东北大学。

在 2018 年 2 月,东芝推出了一款自行研发的 13.7 Mbps 量子密钥分发设备,它比之前速度最快的 1.9 MbpsQKD 设备快几倍。

2019 年,东芝宣布与美国开发商 Quantum Xchange 合作,将其量子密钥分配光网络 Phio 的容量翻倍。目前,Phio 项目活跃于纽约市的一些银行和资产管理公司,帮助客户移动数据并保持安全。

附:我国量子计算最新进展

浙江大学、中科院物理所、中科院自动化所、北京计算科学研究中心等国内单位组成的团队通力合作,开发出具有 20 个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠,刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。这一进展 8 月 9 日发表于《科学》杂志。

多比特量子纠缠态的实验制备是衡量量子计算平台控制能力的关键标志,国际竞争尤为激烈。经过近两年时间的器件设计与制备、实验测控及数据处理,由中国学者组成的联合团队成功将纠缠的比特数目推进到 20。

附:量子应用大事记

1982 年,诺贝尔奖获得者理查德 · 费曼提出 " 量子计算机 " 的概念。

1994 年,贝尔实验室的专家彼得 · 秀尔证明量子计算机能够完成对数运算,且速度远胜传统计算机。

1997 年,科学家首次用一对纠缠光子实现了量子信息传输。

2005 年,世界第一台量子计算机原型机在美国诞生,基本符合了量子力学的全部本质特性。

2007 年 2 月,加拿大 D-Wave 系统公司宣布研制成功 16 位量子比特的超导量子计算机。

2007 年,维也纳大学的安东 · 齐林格和他的同事们用一对纠缠光子在加那利群岛的两个岛之间传输了一份量子信息,传送距离超过了 143 千米。

2010 年 1 月,美国哈佛大学和澳洲昆士兰大学的科学家利用量子计算机准确算出了氢分子所含的能量。

2010 年 3 月,德国于利希研究中心发表公报:该中心的超级计算机 JUGENE 成功模拟了 42 位的量子计算机。

2010 年,中国科大—清华大学联合小组成功实现了当时世界上最远距离的量子隐形传输,传输距离达 16 公里。

2012 年 3 月,IBM 做到了在减少基本运算误差的同时,保持量子比特的量子机械特性完整性。

2015 年 7 月,中国科学院与阿里巴巴集团旗下阿里云共同成立 " 中国科学院 - 阿里巴巴量子计算实验室 ",开展在量子信息科学领域的前瞻性研究。

2016 年 8 月,我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星 " 墨子号 " 成功升空。

2017 年 3 月,马云宣布启动阿里巴巴的 "NASA 计划 ",并说 " 现在所研究的目标是为了解决 10 年、20 年后的困难。

End

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