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。 量子计算领域进展很快。微软为量子计算机设计了一种称为 Q#的特殊编程语言,并发布了一个“量子开发工具包”来帮助程序员创建新的应用程序。谷歌与 NASA 合作,将量子计算技术的优化能力应用于太空旅行。以下我们就来盘点正在研发量子计算机的20家科技巨头。 1、空客:利用量子计算机改变航空航天领域 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。 2、阿里巴巴:成立量子计算实验室 2015年7月,阿里巴巴旗下阿里云和中国科学院在上海建立了一个名为阿里巴巴量子计算实验室的研究机构。该实验室研究各个领域的量子计算应用,包括人工智能和电子商务和数据中心的安全性。 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。 3、AT&T:致力于建立量子通信网络 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。 4、百度:追赶最大的竞争对手 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。 5、博思艾伦汉密尔顿:为客户提供量子计算 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。 6、英国电信:用量子技术保护敏感信息 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。 7:谷歌:用量子计算机研发人工智能 谷歌在量子人工智能实验室(QuAIL)运营着一台D-Wave量子计算机。该实验室由美国国家航空航天局和加州山景城NASA艾姆斯研究中心的大学空间研究协会共同创建。 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。 8、霍尼韦尔:推动离子阱量子技术的快速商业化 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。 9、IBM:商用量子计算机 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。 10、英特尔:批量生产量子计算机 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:创建更安全的通信 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·马丁加大对量子计算的投入 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、三菱电机:保证通讯安全 三菱电机(Mitsubishi Electric)声称开发出世界上第一款“一次性PAD软件”,这是一种先进的手机加密技术,能够确保通话的私密性。 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、NEC和富士通:长距离量子通讯 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:量子算法先驱 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:将量子计算应用于图像领域 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、SK Telecom:在韩国打造子通信网络 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:追求更安全的量子通信网络 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。 智东西认为, 量子计算和量子通信这些年一直是媒体上的火热词汇,现在科技巨头们纷纷布局,这个明星技术逐步有从学术界向工业界专业实用化的趋势,但是,即使是一些受尊敬的大公司的研发计划并没有让人觉得有“干货满满”的感觉,仍有很大的跟风炒作嫌疑。但是,毋庸质疑的是,经过无数科学家的努力付出,量子技术今后一定会在人类的科技史上留下浓重的一笔,希望经过时间的洗礼,真正对人类社会产生重大变革的量子技术能很快出现。