在紐約科技周上,有投資人常說,當計程車司機開始談論某件事時,市場往往已接近頂峰。但參與量子計算主題討論的嘉賓們卻持截然不同的看法——了解這項技術的人越多,它的未來就越值得期待。
本屆紐約科技周期間,來自各界的參與者匯聚曼哈頓,圍繞新興技術展開深度對話與交流。IBM在活動中承辦了一場主題為"量子計算究竟意味著什麼"的圓桌討論。IBM量子中心超算首席技術官暨IBM院士Jerry Chow在位於麥迪遜大道One Madison的IBM辦公室內,面對座無虛席的聽眾,與來自紐約大學、倫斯勒理工學院及石溪大學等學術合作機構的演講嘉賓,共同探討了量子計算領域的現狀與前景。
"'量子'這個詞曾經只是量子物理學家和博士研究者的專業術語,如今卻成了人人都在嘗試理解的概念。"主持人、《新科學家》物理記者Karmela Padavic-Callaghan在開場白中說道,"儘管量子計算已經引發了廣泛關注,但它究竟如何運作、意味著什麼,仍然令許多人感到神秘。"
Chow與其他嘉賓認為,量子計算的未來,將不再只由其獨特性和神秘感來定義,更重要的是它如何與現有計算範式相融合,從而解決此前無法應對的科學與數學難題。在這一願景中,量子處理單元(QPU)將成為CPU與GPU的"平等夥伴",而推動這一目標實現的,將是新一代研究者開發的算法與平台。
量子計算的原理與前景
量子計算藉助量子力學定律,執行經典電腦無法完成的運算。由於其與自然物理規律的高度契合性,量子計算被認為在模擬自然現象方面具有得天獨厚的優勢。
IBM早在十年前便將第一台量子電腦接入雲端,儘管此後取得了多項重大技術突破,這項技術目前仍處於發展早期階段。即便如此,IBM正在大力押注量子計算,其他機構也不例外。多位大學專家與Jerry Chow同台,共同探討量子革命的未來走向。
紐約大學坦登工程學院執行院長Juan de Pablo表示,化學和材料科學將是量子計算的重要應用領域。"量子計算用分子來模擬分子,"他說,並指出這項技術在處理分子內所有電子相互作用時,有望超越經典電腦的表現。
嘉賓們一致認為,除硬體之外,算法與平台同樣是量子計算走向實用的關鍵所在。石溪大學校長Andrea Goldsmith表示:"關鍵不僅在於計算本身,而在於整個系統如何有機聯結。"
de Pablo則對進步的節奏作出了更具體的預判:"每五年,就會有學生提出一種改變領域格局的新算法。量子計算領域也將迎來同樣的規律。"
令人振奮的前沿突破
在回應聽眾關於近期鼓舞人心的發現時,嘉賓們紛紛將目光投向不遠的未來。
倫斯勒理工學院量子算法研究員Osama Raisuddin提及了一項在IBM量子硬體上完成的最新突破,並表達了對分子模擬領域未來的高度期待。
"克利夫蘭診所的研究成果相當令人印象深刻,"他說。這項研究由IBM與克利夫蘭診所及RIKEN聯合完成,成功模擬了一個包含超過12000個原子的蛋白質複合體。"我認為這一領域還有大量工作值得深入探索。"
Goldsmith則對量子網路的前景充滿熱情。"通過量子糾纏傳遞資訊,而無需真正'發送'資訊,這本身就極具啟發性,"她說,並援引了量子隱形傳態這一反直覺卻威力強大的現象。她介紹,石溪大學的研究人員正在探索通過標準光纖傳輸量子比特數據的方法,並計劃發布首個無線量子網路。量子網路利用糾纏特性——即量子比特跨越距離仍保持緊密關聯——實現資訊的無物理傳輸式通信。也正因如此,這種通信方式"百分之百安全、無法破解",Goldsmith說道。
AI與量子的交匯時代
在圓桌討論的收尾階段,Chow強調,學習量子計算永遠不嫌早。他介紹了IBM量子平台上豐富的教育資源,甚至鼓勵現場聽眾藉助AI智能體來輔助學習量子知識,並嘗試編寫Qiskit代碼。
"在這個AI與量子深度交匯的基礎發現階段,如果錯過了這個機會,我認為將是一種遺憾,"他說。
IBM還舉辦了一場量子"魔法"大師課,幫助參與者親手搭建量子電路,並在真實的IBM量子電腦上免費運行。如果你錯過了這次課程,也可以嘗試自行體驗。
Q&A
Q1:量子計算為什麼適合模擬分子和化學反應?
A:量子計算基於量子力學原理運行,與自然界的物理規律高度契合。紐約大學坦登工程學院執行院長Juan de Pablo用一句話概括了其核心優勢:"量子計算用分子來模擬分子。"這意味著量子電腦在處理分子內所有電子相互作用時,能夠比經典電腦更準確、更高效,因此在化學和材料科學領域具有巨大的應用潛力。
Q2:量子網路為什麼被稱為"無法破解"的通信方式?
A:量子網路利用量子糾纏特性實現資訊傳遞。量子糾纏意味著兩個量子比特即使相距很遠,也保持緊密關聯。通過這種方式傳遞資訊,不需要像傳統通信那樣"發送"資訊,因此從根本上杜絕了被截獲的可能。石溪大學校長Andrea Goldsmith表示,這種通信方式"百分之百安全、無法破解",石溪大學研究人員目前也在研究通過標準光纖傳輸量子比特數據的方法,並計劃推出首個無線量子網路。
Q3:普通人如何開始學習量子計算?
A:IBM量子中心超算CTO Jerry Chow建議,學習量子計算永遠不嫌早。IBM量子平台提供了豐富的教育內容,包括課程和教學,適合初學者入門。他還鼓勵學習者藉助AI智能體輔助理解量子知識,並嘗試編寫Qiskit代碼。此外,IBM在紐約科技周上還舉辦了量子"魔法"大師課,幫助參與者在真實的IBM量子電腦上免費運行量子電路,錯過活動的人也可以通過IBM量子平台自行體驗。






