量子计算机正在为宝马、LG 和其他公司解决更大的问题

稳步发展和新的量子计算机类型的爆发使这些革命性的系统更接近现实。

谷歌量子计算机实验室的研究员玛丽莎·朱斯蒂娜(Marissa Giustina)绘制了一张图表,显示“量子霸权”只是量子计算机进步道路上的第一步。

经过多年的发展,量子计算机在 2021 年达到了先进水平,这让商业客户更加大胆地开始涉足这种激进的新机器。明年,商界可能会更热情地接受它们。

宝马是看到机器前景的制造巨头之一,这些机器利用超小型计算机的物理特性来超越传统计算机的某些限制。本月早些时候,这家德国汽车巨头在与亚马逊举办的一场竞赛中选出了四名获胜者,以突出新技术可以帮助这家汽车制造商的方式。

这家汽车制造商发现,量子计算机有潜力优化汽车上传感器的放置、预测金属变形模式并在质量检查中使用人工智能。

宝马研究小组负责人彼得莱纳特在一份声明中表示:“我们宝马集团相信,量子计算等未来技术有可能使我们的产品更受欢迎、更具可持续性。”

决心评估量子计算机的实际应用的并非只有宝马。航空航天巨头空中客车公司、金融服务公司 PayPal 和消费电子产品制造商 LG 电子等商业企业希望使用这些机器来改进材料科学、简化物流和监控支付。

多年来,研究人员将量子计算机作为或多或少利用量子位的概念性项目进行研究,量子位是可以保持比传统计算机中的晶体管处理的两种状态更多的数据处理元素。即使它们有所改进,量子计算机也最适合研究项目,其中一些就像弄清楚如何对奇异机器进行编程一样基本。但按照目前的发展速度,它们很快就会变得强大到足以处理传统计算机无法完成的计算工作。

与之前的云计算一样,量子计算将成为大多数公司从其他公司租用的服务。钻机需要不断的关注,而且是出了名的繁琐。尽管需要做更多工作才能充分发挥其潜力,但量子计算机正变得越来越稳定,这一发展正在帮助企业克服最初的犹豫。

初创公司Pasqal 的首席执行官 Georges-Olivier Reymond表示,这一进展正在扭转之前将量子计算视为幻想的怀疑论者。几年前,当他提出这个话题时,大公司的员工会翻白眼,但这种情况发生了变化,雷蒙德说。

“现在每次我和他们交谈时,我都会得到一个肯定的答案,”雷蒙德说。“他们准备好了。”

一位新客户是欧洲国防承包商泰雷兹,该公司对传感器和通信中的量子计算应用感兴趣。“Pasqal 的量子处理器可以有效地解决传统计算系统完全无法解决的大尺寸问题,”泰雷兹首席技术官 Bernhard Quendt 在一份声明中表示。

当然,量子计算仍然只是传统计算市场的一小部分,但它正在快速增长。Hyperion Research 分析师 Bob Sorensen在 12 月量子计算软件公司QC Ware举行的Q2B会议上表示,2021 年在量子计算机、软件和服务上花费了大约 4.9 亿美元。他预计 2022 年支出将增长 22% 至 5.97 亿美元,到 2024 年平均每年增长 26%。相比之下,Gartner 分析师预测,传统计算支出预计将在 2021 年增长 4% 至 3.8 万亿美元。

波士顿咨询集团分析师让-弗朗索瓦·博比尔(Jean-Francois Bobier)表示,鉴于使用量子计算机每小时的成本为 3,000 至 5,000 美元,商业活动的增长值得注意。托管在云服务上的传统高性能计算机在相同的时间内花费半美分。

分析师表示,量子计算的真正支出将在行业解决纠错问题时开始,这是解决容易扰乱量子比特导致计算脱轨的棘手问题的解决方案。在最先进的机器上,单个计算步骤的保真度约为 99.9%,存在一定程度的不稳定性,导致原始量子计算计算不可靠。因此,量子计算机必须多次运行相同的计算才能提供答案正确的信心。

据波士顿咨询集团称,一旦纠错成熟,通过量子计算产生的收入将会爆炸式增长。根据该咨询公司的估计,使用今天的机器,到 2025 年,这一价值可能总计在 50 亿至 100 亿美元之间。一旦纠错机器问世,到 2040 年,总额可能会跃升至 4500 亿美元至 8500 亿美元。

隐藏量子计算机复杂性的软件和服务也将提高使用率。IonQ 首席执行官 Peter Chapman 预测,到 2022 年,开发人员将能够使用量子计算机轻松训练他们的 AI 模型。“你不需要知道任何关于量子的知识,”查普曼说。“你只需给它数据集,它就会返回一个模型。”

在商业利益的迹象中:

汽车制造商戴姆勒和石油巨头埃克森美孚已与量子计算的早期支持者 IBM 签订合同,使用这家科技公司的 22 台机器中的一部分。(蓝色巨人将很快添加 Eagle,这是一种使用 127 量子位处理器的新的、更强大的设备。)这些公司是量子计算机有朝一日可能实现的材料科学突破的主要候选者。他们还可以使用这些机器来帮助解决物流挑战,例如在需要时在现场获得正确的设备,或者及时将适当的组件送到工厂进行制造。
空中客车、LG 电子、医疗保健公司强生、能源公司EDF和化工巨头巴斯夫等工业企业都在争夺 Pasqal 的单量子计算机的时间。这家初创公司正在研究一种相对较新的“中性原子”设计,该设计使用激光仔细排列铷原子,然后将它们用作量子比特来处理数据。许多量子计算初创公司都在美国,但总部位于法国的 Pasqal 受益于欧洲客户和政府计划。
据该公司人工智能研究主管 Vidyut Naware 称,PayPal 正在测试一种量子退火器,这是一种适合解决优化问题的量子计算机,由D-Wave Systems 制造,以指导其欺诈检测工作。他还告诉 Q2B 人群,PayPal 正在进行测试,以更好地了解如何更有效地部署量子计算。
Amazon Web Services 让客户可以访问IonQ、Rigetti Computing 和 D-Wave Systems 的机器。它很快就会添加来自 QuEra 和Oxford Quantum Circuits 的机器,并且正在建造自己的量子机器。使用其服务的公司包括摩根大通,该公司正在对其进行优化工作测试,例如管理其客户的投资组合。
微软正在研究自己的量子计算方法,称为拓扑量子位设计。这项工作尚未商业化,但微软的 Azure 云服务提供了对量子计算机和量子计算机模拟器的访问,这是一个重要的垫脚石。该公司还与毕马威达成协议,帮助客户使用 Azure 测试量子计算水。
Quantinuum 是硬件制造商Honeywell Quantum Solutions 与软件制造商 Cambridge Quantum 合并时成立的,该公司于 12 月推出了一项生成随机数的服务。这听起来可能晦涩难懂,但这些数字是现代加密的基础。尝试这项服务的有富士通和Axiom Space。
量子化学软件初创公司Qunasys为三菱化学公司等客户提供软件,首席执行官 Tennin Yan 表示。量子化学和材料科学可以帮助工程师找到更好的太阳能电池板材料、电动汽车电池和塑料。
今天的量子计算机与其说是必需品,不如说是奢侈品。但由于它们在改变材料科学、航运、金融服务和产品设计方面的潜力,像宝马这样的公司投资也就不足为奇了。这家汽车制造商将从更好地了解材料在碰撞中如何变形或更快地训练其车辆的视觉 AI 中受益。尽管量子计算机今年或明年可能不会产生回报,但一旦成熟,错过这项技术是有代价的。

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