AI作为当前科技领域最炙手可热的话题,其背后事实上包含了两大最为重要的奠基石:算法与算力。一方面,或是全新的技术架构,还是多达万亿的参数模型,这个星球上最具智慧的公司或者个人都在努力地试图在算法的领域更进一步。而另一方面,如此规模的技术,则更需要强大的算力辅佐支撑。以英伟达,AMD为代表的硬件厂商,一次次地推出算力惊人的处理器和运算单元。然而基于硅晶技术的路线也并非是算力这条路上的唯一选择。事实上早在三四十年前,科学家们就在试图设计并创造一种基于量子技术的划时代的产品:量子计算机。
有关于量子计算的原理,本文就不过多地深入,但是你可以知道的是,一台最终成型的量子计算机,将会超越目前已知的任何的超级计算机,在模拟复杂的生物化学系统和解决优化问题的领域发挥难以想象的优势。甚至有专家预测,量子计算能够轻易地破解当前世界上最为复杂的密钥,这也就意味随着量子计算的发展,最终很可能引领众多的领域发生翻天覆地的变革。
而当前世界围绕着量子计算领域的技术竞争则集中于三个地区:美国、中国和欧洲。尽管欧洲已经生产了几台量子计算机,但没有一台像 IBM 或中国所生产的量子计算机那样规模大、技术先进。
因此为了确保欧洲能在这个极具潜力的未来领域占有一席之地,欧盟委员会于2018年10月正式启动了量子技术旗舰计划(Quantum Technologies Flagship),并于2023年的1月31日发布了最初三年(2018-2022)阶段的报告《Quantum Tech Flagship Ramp-up Phase Report》。报告回顾了旗舰计划的量子研究项目实施的具体成就和主要经验教训。该旗舰计划支持了量子通信、量子计算、量子模拟、量子传感和测量以及基础量子科学的24个项目。在资助旗舰项目和QuantERA(支持31个欧洲国家的量子研究)方面,欧盟自2016年以来为欧洲量子研究提供了超过1.75亿欧元的资金;科研方面,所有参与量子技术旗舰计划的1654名科学家和236个组织通过合作,发表了1313篇科学论文(包括223篇在审论文);量子技术的商业应用方面,成立了25家初创公司,申请了105项专利,其中64项已经获得授权。
其中德国于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)提供一个100量子比特的量子计算机作为项目成果;实现了一个首创的50量子比特的捕获离子系统,其所需的能量不超过烧开一壶水所需的能量。同时包括AQT(奥地利)和PASQAL(法国)在内的初创公司已实现向客户提供商业量子计算方案。事实上,《Understanding Quantum Technologies 2023(了解量子技术)》一书的作者,知名量子技术领域作家奥利维尔·埃兹拉蒂 (Olivier Ezratty)认为,欧洲已经在量子计算所需的几项重要技术方面处于领先地位。这些技术包括低温技术、特殊电缆和连接器,以及将量子计算机与高性能计算机集成的工具和技术。
而随着量子旗舰计划的稳步推进,以及各种面向应用的技术成果的问世,风险投资家们也越来越多的将量子计算发展押注于欧洲市场,不断地接触与投资位于欧洲的量子计算初创公司。
回到我们最初的话题,量子计算被视为解决当前最热的AI领域算力基石的极具潜力的方案,因为对于人工智能来说,机器学习模型常常面临组合优化问题,这些问题涉及大量变量和复杂运算。在传统计算机上,即使利用先进的AI技术,解决这些问题仍然耗时且难以找到最优解。但是,当AI与量子计算机结合时,这些问题可能在瞬间得到解决,因为量子计算机能够识别出传统计算机难以捕捉的数据模式。也就是说,量子计算技术的进步能够进一步增强机器学习的效率,从而实现更高质量的泛化能力,这种量子计算机和机器学习的交汇,也被称为量子人工智能(QAI)。
虽然客观而言,量子计算技术当前还并未真正的运用到实际的应用场景中,但是它所具备的潜力,欧洲领域的技术与政策支持,不论你是从业者或是投资人,这里都会是一个绝佳的选择。
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