自80年代初由阿岗国家实验室的P. Benioff提出的超前理念量子计算,如今已接近商业化阶段,其巨大潜力将改变我们的世界。利用量子计算(关于量子计算的详细内容,欢迎阅读往期文章《今天你该了解量子计算是怎么回事了,明天他将改变你的生活》)的独特能力来解决特定类型问题的早期采用者, 有可能在建立新型业务模式方面实现突破。
富有远见卓识的企业已经开始调整战略方向,为新兴的量子计算生态系统做好准备,成为 “ 量子就绪型企业 ” 。这些具有前瞻性思维的企业正在探索用于解决复杂业务问题的用例和相关算法。量子计算的商业化对贵公司意味着什么?从中短期看,量子计算可在以下三个方面带来商业利益:量子模拟、量子优化和量子辅助机器学习 。
量子模拟
鉴于量子力学描述了自然界最基本的运行原理,因此,量子计算非常适 合模拟自然界中出现的过程和系统。这种强大的能力可帮助电动汽车制造商开发出寿命更长的电 池。生物科技初创企业能够为个别患者量身定制对症之药。电力公司能 够降低输电成本。化肥厂能够更高效地生产肥料,从而对全球农作物种 植产生惊人的影响。
量子优化:获取企业最优方案
解决优化问题需要从可能存在的诸多答案中找到最佳或“最优”的解决方案。我们以制定包裹投递时间表为例。从数学上讲,在相邻时段安排 10 次包裹投递可能有超过 360 万种选项。9但是,根据收件人的时间要求、可能产生的延误以及所运货物的保质期等变量,哪个时间表才是最 佳解决方案呢?即使应用近似值技术,可能的选项对传统计算机而言仍 然太多而无法处理。
因此,目前的传统计算机采用大量的快捷方式来解决大规模的优化问 题。遗憾的是,这些解决方案往往并不理想。可受益于量子优化的企业 包括:
– 希望升级网络基础设施的电信公司
– 希望优化患者治疗效果的医疗服务提供方
– 希望改善空中交通管制的政府机构
– 希望定制营销推荐的消费品和零售企业
– 希望加强风险优化的金融服务公司
– 希望制定员工工作时间表的企业
– 希望安排课程的大学院校
2017 年 9 月 14 日出版的 《自然》 杂志封面上,刊登了 IBM 科学家在量子计算机上模拟 有史以来最大的分子“氢化铍” (BeH2) 的照 片。10 通过使用 7 量子位 IBM Q 系统 (NISQ 计算机)中的 6 个量子位,研究人员能够测量出 BeH2 的最低能态,这也是理 解化学反应的一个关键指标。
虽然这个 BeH2 模型也能在传统计算机上进行模拟 (用于验证量子计算机的结果),但这一成 就标志着近期量子系统在模拟更复杂的化学 反应方面又更进了一步。随着更强大量子系 统的建立,以及相应的工具和技术的不断发 展,化学和生命科学领域有望实现突破性的应用。
虽然还没有数学方法可以证明量子计算能够以指数级提升优化问题的解 决速度,但研究人员正努力通过启发式方式来证明这一点。富有远见的企业已开始探索如何利用量子计算来解决优化问题,以期超越竞争对 手。一旦量子优势在解决优化问题方面的能力得到确认,这些企业的远见卓识便会给他们带来切实的回报。
量子辅助机器学习:量子增强型人工智能
量子计算可以探索传统计算机无法处理的海量可能性,因此有助于提升 人工智能的熟练度。事实上,人工智能与量子计算之间的共生关系已开 始在这两个领域实现良性循环。例如,量子算法可增强机器学习在数据 聚类领域的能力,12而机器学习则可用于更好地理解量子系统。
基于量子的认知计算机最终能够渗透到几乎所有行业,主动为专业人士 提供高级决策支持;为员工提供针对性的响应式培训;为客户提供专门 定制的自适应式供应商关系。 (部分内容来源于网络,如有侵权请联系删除)
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