阿里云超前布局未来产业：研制量子计算机 中国科技公司开始涉足下一个可能改变世界的技术领域，量子计算机速度将超目前全球最快计算机百亿亿倍

看过科幻片里的星际穿越吗？这个科幻梦想如果要变成现实的话，量子计算是基础。7月30日下午，阿里云向外界宣布了研制量子计算机的计划——真正意义上的通用量子计算机15年后或将问世。

当天，阿里巴巴集团旗下阿里云宣布联合中科院在上海成立一个全新的实验室——“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”，结合阿里云在经典计算算法、架构和云计算方面的技术优势，以及中科院在量子计算和模拟、量子人工智能等方面的优势，颠覆摩尔定律，共同开展在量子信息科学领域的前瞻性研究，研制量子计算机。

“量子计算机是超级超级超级计算机！更准确说，两者完全不在一个量级上。量子计算将是一个彻彻底底改变人们生活的东西。”阿里巴巴首席技术官王坚说。

据悉，这是亚洲范围内的首个量子计算研究中心，而阿里巴巴也成了继谷歌、微软及IBM后的首个涉足量子计算的中国科技公司。

阿里携手中科院

研制新一代量子计算机

量子计算被誉为是计算技术的下一个狂欢。量子信息研究，也已成为国际学界的前沿热点，并逐渐开启应用之门。其中，量子计算机是各方比拼的焦点。量子计算机是一种遵循量子力学规律，进行高速运算、存储及处理量子信息的物理装置，一旦实现，意味着计算速度会有数十亿倍的提高。这一计算能力的飞跃，将远远超越从算盘到当代超级计算机的提升。

以今天的标准来看，量子计算可以达到的处理速度令人难以想象。假设人们把这种量子计算机运用到监控领域，它可以瞬间在数据库中扫描60亿地球人的脸，并实时辨别出一个人的身份。

“我们的奋斗目标是希望能够通过10年到15年左右时间的努力，构建出新一代的量子计算机，能够解决目前最好的超级计算机都无法解决的问题，这台量子计算机的速度将比目前的超级计算机快百亿亿倍。”中科院院士、中科大常务副校长潘建伟教授向媒体宣布了时间表。

潘建伟打了个比方：“百亿亿倍是什么概念呢？如果按中国10亿人口计算，百亿亿倍，每个人就能够分到10亿台天河二号。天河二号是全球目前最快的超级计算机。”

根据联合实验室的研究计划：预计到2025年，量子模拟将达到当今世界最快的超级计算机的水平，初步应用于一些目前无法解决的重大科技难题；到2030年，研制具有50～100个量子比特的通用量子计算原型机，突破大规模量子计算机的芯片工艺，从物理层设计、制造，到算法运行实现自主研发，全面实现通用量子计算功能，并应用于大数据处理等重大实际问题。

此外，阿里巴巴集团和中科院还将紧密合作，实现量子保密通信技术在电子商务和数据中心安全方面的现实应用。

科学界需要有

民营资本参与产品转化

潘建伟介绍，中国科学院在量子信息技术方面处于国际先进水平，在过去十余年间，相关研究团队的成果曾多次入选美国物理学会、欧洲物理学会、《自然》杂志、《科学》杂志等国际机构评选的年度重大进展。而阿里巴巴拥有全球最大的电子商务平台、全球领先的云计算平台，以及大规模、多元化的业务场景，是催化量子信息技术成熟商用的最佳合作伙伴。

谈及与阿里巴巴的结缘，潘建伟说是受到马云投资足球的启发：“我看马总投资恒大足球队时说，砸钱并没指望挣钱，日后中国足球能靠实力进入世界杯，就值了。”

潘建伟称，在学术界，科技与科技成果转化也是两张皮，大量投入未必能带来收益和回报，因此前沿技术的探索往往被称为死亡之谷。“科学界需要有企业来参与产品转化，快速推广并投入应用。我们前两年想招人回来搞量子计算，但是谷歌和微软介入以后，他们提供的薪酬和待遇是我们国内国有机构提供的五六倍……我们国家没有民营资本介入的话很难跟国外竞争，前面是我们领先的，到最后国家大的成果被别人给摘去了，起了大早赶了晚集。”

“阿里其实是有国家责任的，我们国家终于有了这样的企业，开始愿意从更长远的角度考虑，来做一些更加有永恒价值的事情，我觉得这个在中国的意义是最重要的。”在潘建伟看来，和阿里巴巴的合作，将很好地解决“科技和科技成果转化两张皮”的问题。

据透露，双方此次联合成立的实验室将面向国内外招揽掌握核心技术、处于创新能力高峰的拔尖人才，打造中国量子计算研究的“梦之队”。该实验室也有望迅速建设成为在量子计算技术领域具有世界一流水平和重要国际影响力的人才培养和聚集高地、科学研究高地和技术积累高地。

布局未来产业

体现阿里一贯的前瞻性

“今年3月，我在美国见到比尔·盖茨，他告诉我他投的每一个项目，他都懂，唯独量子计算他不懂，但还是要投！”潘建伟说，微软的量子计算机计划已进行了十年，其研究组Microsoft Station Q正在开发新型量子比特。他认为，量子计算为未来大数据时代的信息挖掘提供了解决方案，外国政府、军方和大型企业对这一战略性领域给与了高度关注和强力支持。2013年，谷歌就与NASA、加州大学芭芭拉分校联合成立了量子人工智能实验室；2014年，IBM宣布在未来五年投资30亿美元开展量子计算等下一代计算技术。

“中科院在经典计算算法、架构和云计算等方面有技术优势，阿里云在量子计算和模拟、量子人工智能等方面有优势。双方合作，可探索超越经典计算机的下一代超快计算技术。”潘建伟认为，量子计算代表计算技术未来唯一的方向。只有量子计算的能力才能够指数增长，来满足将来的云计算以及大数据的需求。

阿里巴巴首席技术官王坚博士表示，阿里云之所以超前布局未来产业，是因为意识到“如果说超级计算机是过去三十年以来或者在更长时间里面竞争的技术，那么，这个量子计算机是后面三十年、五十年需要竞争的技术”。

“量子计算真的是实现了我们很多想用计算去解决问题的梦想，这个梦想肯定是一个实际的梦想，大大解放了我们的想象力和生产力。”王坚说。

业内人士指出，早期的前沿技术研发投入通常能够帮助科技公司获得更大的投资回报。阿里巴巴超前布局未来产业，正如7年前阿里巴巴决定涉足云计算一样，都体现了阿里巴巴在技术领域一贯的前瞻性。

为什么需要量子计算机？

其实早在2011年加拿大D-Wave公司就推出了首台量子计算机，不过因为高昂的研发成本，这台量子计算机的售价高达1000万美元！而今，阿里巴巴也正式介入这样一个“烧钱”的前瞻性技术。对此，阿里巴巴集团首席技术官王坚表示：“如果要在如今的前瞻技术中选择，我一定选择量子计算。量子信息科技浪潮，将对云计算产生革命性影响，真正为人类提供没有限制的计算能力。从追随者成为引领者，这是每一个科技公司的伟大机遇。”

D-Wave联合创始人埃里克·勒迪辛斯基说，研发量子计算机的意义在于，普通计算机只能按照时间顺序一个个地解决问题，而量子计算机却可以同时解决多个问题。这种超快速度可能彻底改变所有行业。比如它可以更精准地显示恶劣天气会在何时何地出现，我们可以提前得知飓风等灾难来袭，并有额外时间拯救更多生命；比如它可以绘制出数以万亿计的分子组合模式，并迅速确定最有可能生效的组合，这将大大节省研发成本和药物研发时间；比如它可以简化空中和地面交通控制的工作量，因为它们善于迅速计算出最佳路线；比如它可应付太空望远镜获得的更多数据，并发现更多系外行星，帮助迅速确认哪些行星最有可能适合生命生存。

量子计算机是怎么来的？

量子计算机本身处理的是量子数据，那么要实现超强的功能就需要有量子。我们要把原子量子化，那么便需要从囚禁原子开始。

囚禁原子是原子物理学的一种新的实验平台，研究人员可以用此方法自由操纵单个原子，此步骤完成后，就可以开始冷却原子。可以说，囚禁原子是量子计算机的通用方案。

在原子被“囚禁”后，就需要降低原子的温度，一般超冷原子的温度需要接近绝对零度（100nK）。因为原子在常温下的速度高达到数百米每秒，只有让原子保持在极地温度状态，才可受控制。

此外，量子计算机还致力于控制分子的状态，分子在常温下会做不规则的热运动，温度越低分子运动得越慢，在低温情况下更易受控制，进一步进入量子态。一般情况下，超冷原子的温度在百纳开左右，在此情况下就可以进入量子态。（余兰）

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