波士顿咨询公司报告指出量子计算时代即将来临

作者: 2018-07-12 10:46 来源:
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         516日,波士顿咨询公司(BCG)发布题为《即将来临的量子计算飞跃》的报告[1],对量子计算技术的发展现状与潜在应用进行了分析。BCG预计,到2030年,量子计算的应用市场规模可达500多亿美元,其中,制药行业的规模将达200亿美元,化学、材料科学等科技密集型产业的规模将达70亿美元。当然,这必须基于逻辑量子比特的制造和集成能力达到基础量子计算所需的最低要求。

  BCG认为,量子计算将在未来25年间经历三代发展,走向技术成熟。其中,初代量子计算将被企业用于解决特定的实际业务和研发需求。BCG对不同尺寸量子计算机的使用进行了等效的摩尔定律分析(即量子计算可扩展性)。基于量子计算的等效摩尔定律(物理量子比特集成数目约每两年翻一番),预计量子计算机将经历三代发展:

  12018-2028年,工程师们将研发出可用于低复杂程度的量子模拟问题的非通用量子计算机。

  22028-2039年,逻辑量子比特数量将扩展到50多个,并实现所谓的量子霸权,更快速的执行特定算法的应用程序,主要包括分子模拟、研发和软件开发等,创造巨大的市场潜力。量子信息处理将进一步发展,企业对量子模拟方法变得更为熟悉。

  32031-2042年,量子计算机将在模拟、搜索和运算中执行高级功能,实现各类商业应用,对比经典计算机具有明显的优势。预计二代、三代量子计算机发展的交界处,就是量子计算超越经典计算(在特定应用中)的临界点。预计2030年后,量子计算的发展将显著加速。

  接下来几年,一些有限的量子计算功能将出现在企业应用中,如化学领域中相对简单的分子(模拟亚原子水平)和特殊的优化。企业将在实际使用中逐渐熟悉量子计算方法和工具。事实上,IBM和微软正在发展量子计算社区、量子计算模拟器,以及易于使用的工具包。随着量子算法、编程语言、可用的云端量子处理器的到来,开发者将逐步将其合并到软件解决方案中,结合经典算法实现混合计算系统。这个学习阶段很关键,特定领域的工作者将借此提高意识和经验,加速走向量子霸权。

  目前,部分量子计算技术正在达到可用性的阈值,离子阱和超导量子计算已经步入商用。离子阱量子计算的高品质量子比特,使其在关键领域商用进程和成本方面都优于超导量子计算。2017年末,研究者成功制备了14比特纠缠的离子阱量子计算系统,能够以99.9%的可靠性执行特定的运算。同等性能的超导系统为9比特,99.4%可靠性。(张娟)

 

  


 

[1] THE COMING QUANTUM LEAP IN COMPUTING. https://www.bcg.com/publications/2018/coming-quantum-leap-computing.aspx

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