2015年7月,阿裡雲聯合中科院成立“中國科學院-阿裡巴巴量子計算實驗室”,宣布共同開展在量子資訊科學領域的前瞻性研究,研制量子計算機。
2017年5月,中國科學院-阿裡巴巴量子計算實驗室等參與研發的中國首個光量子計算機面世。
今天上午,在阿裡2017雲栖大會上,中國量子力學第一人潘建偉教授發表了「新量子革命和量子計算」主題演講,随後由阿裡雲量子技術首席科學家施堯耘博士宣布由阿裡雲與中國科學院-阿裡巴巴量子計算實驗室共同開發的量子計算雲平台正式上線。
阿裡雲量子技術首席科學家施堯耘博士
施堯耘博士在演講過程中介紹道,阿裡雲量子技術可以概括為三個關鍵詞:提升、賦能、安全。
提升:提升現在的計算,包括機器學習,組合優化,帶動基于這些核心計算應用的增速。
賦能:為合作夥伴打造開放量子計算平台,支撐跟量子資訊相關産業的騰飛,營造量子資訊技術的生态系統。
安全:擴充加強阿裡雲已有的量子加密通信技術,推出基于量子密碼的安全計算,讓客戶使用阿裡雲的時候,資料和程式即使是對阿裡雲也是保密的。
左二潘建偉教授
根據聯合實驗室的研究計劃,預計到2025年,量子模拟将達到當今世界最快的超級計算機的水準,初步應用于一些目前無法解決的重大科技難題;到2030年,研制具有50-100個量子比特的通用量子計算原型機,突破大規模量子計算機的晶片工藝,從實體層設計、制造,到算法運作實作自主研發,全面實作通用量子計算功能,并應用于大資料處理等重大實際問題。
潘建偉教授在大會上的演講中提到人類即将進入新量子革命與量子計算時代。他坦言說:“量子計算發展的程序比我想象的要快的多。目前,量子計算雲平台提供20多個量子比特的經典計算仿真環境,2017年底10量子比特超導量子計算上線。希望到明年,能實作50個量子比特的操作;未來十年能實作數百個量子比特的操作,在特定領域的計算能力達到目前全世界計算能力的100萬倍。"
潘建偉教授在演講中回顧了人類曆史上的兩次科學革命。「在牛頓力學之前,我們其實利用的是生物能,我們馴養一些猴子,馬,狗等等來為我們服務。到牛頓力學之後,就催生了第一次産業變革,随着瓦特蒸汽機的發明,英國抓住了機會,在18世紀末崛起成為世界頭号強國了。随後在牛頓力學這個大的架構之上,有了電動力學的建立,是以給我們帶來了電力技術,催生了第二次産業變革。在這個過程中,德國和美國先後抓住機會在19世紀中和20世紀初晉升成為世界工業強國。然後随着量子力學和相對論的建立,這是第二次科學革命,直接催生了以資訊技術為代表的第三次産業變革,這個過程中,日本抓住了機會,也變成了工業強國。是以從某種意義上講,科學的革命到産業變革總是緊密相關的。」
今天使用的資訊技術很大程度上都是由量子力學奠定的根本基礎。「原子彈研制的過程中催生了現代意義上的通用計算機誕生——在西歐核子中心,有很多資料需要傳到世界各地,是以就形成了今天網際網路的雛形。」
潘建偉教授講到,我們正在準備進入一個量子時代,傳統的計算力已不能滿足人類處理日益增長的資料的需求。而且随着計算力的提高,資訊安全問題就會出現,依賴于計算複雜度的經典加密算法,原則上也都是可以被破解。「RSA 512,在1999年被破解,RSA 768,在2009年被破解,RSA 1024還沒宣布破解,但是密碼界已經建議用2048位。2017年2月,谷歌破解了廣泛應用于檔案數字證書中的SHA-1算法。從這個角度來看,資訊安全的瓶頸在日益凸顯,我們必須在遇到惡意攻擊時想到解決辦法。」
另一個問題是大資料,需要非常強的計算力,把資料裡的有效資訊提取出來。「提取不出來,資料就是垃圾,提取出來就是金子。但是目前全世界的計算能力加起來還是有限的,如果用一個數字表示的話,大概是2的80次方左右。如果還是按著名的摩爾定律來進一步發展,半導體的尺寸逐漸到納米量級很難進一步發展了,如果到納米量級以後,原來的0和1就不能很好的界定,是以在這種基礎的情況下,量子效應将起到一個主導作用。原先半導體的電路原理将不再适用,是以基于原來的摩爾定律,把半導體做的越來越小,內建度做的越來越高這條路徑就慢慢不行了。我們對資料處理的需求在日益增長,量子力學催生了第三次産業變革,目前量子力學已經為解決這些重大瓶頸問題做好準備了,也就是說量子力學本身在孕育一次新的革命。」
據雷鋒網了解,量子資訊學,主要有三方面功能,一是利用量子通訊,可以提供原理上無條件安全加密手段;二是利用量子計算,可以提供超快的計算能力,揭示複雜系統規律;三是利用量子精密測量。這次上線的量子計算雲平台中的量子計算雲平台系統架構,能夠為前端客戶提供量子算法開發測試環境,後端能夠連接配接經典計算的仿真和真實的超導計算,同阿裡雲協助進行網站的搭建和營運,提供雲計算資源支撐和經典計算的仿真環境。據悉,在量子通訊上面的應用,目前已有網商銀行采用量子技術在專有雲上完成了量子加密通訊試點,阿裡雲也是以成為全世界第一家可以提供量子加密資訊傳送服務的雲計算公司。
原文釋出時間為:2017-10-11
本文作者:雷鋒網
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