IBM研究院院長Dario Gil在日前表示，計算技術的指數級發展和全球協作可以幫助我們應對包括此次新冠病毒疫情在內的全球危機和其他重大社會挑戰。
Dario Gil在IBM Think Digital 大會上發表演講時指出，新興的量子計算領域將對現今的超級計算機和其他經典計算機進行補充，從而加速科學發現和技術創新。
協作是通往成功的關鍵因素，不僅人與人之間需要同心齊力，傳統計算模型與量子計算模型之間也需要協作。他表示：“在危機時刻，團結一致尤為重要。世界正面臨著越來越復雜的難題，我們需要攜手努力解決這些難題?！?/p>
作為COVID-19高性能計算聯盟（COVID-19 High Performance Computing Consortium）的創始成員，IBM正在為這場抗擊病毒的戰斗投入大量資源。該聯盟的30多名成員已經匯集了超過每秒400千萬億次浮點運算能力和10萬個節點，旨在尋求廣泛的項目組合，幫助我們進一步了解此次疫情，了解新冠病毒的進化過程并加快研發抗病毒 藥物和疫苗的速度。
Gil表示，研究人員一直在努力尋找使病毒失活的方法。而抗擊新冠病毒疫情的早期經驗表明，強大的計算能力是幫助人類戰勝病毒的得力助手。我們面對的敵人—新冠病毒的尺寸不超過100納米，而超級計算機可以建模并幫助研究人員更好地了解病毒的蛋白質結構，從而幫助研究人員探索可以用來抗擊病毒的各種化合物。
走向量子比特范式
研究人員在抗擊新冠病毒的過程中更多使用經典計算的比特范式，量子比特作為一種更強大的計算范式顯現。Gil表示：“未來，比特和量子比特將成為基本計算范式，我們可以借助它們來解決全世界范圍內的各種復雜問題?！?/p>
經典計算機使用帶有開關的二進制電路。涉及亞原子量子物理領域的量子計算機則能夠利用疊加、推理和糾纏等自然界中的某些“超能力”，來進行更復雜的運算。此類計算使用量子電路表示，量子電路是能夠準確度量量子計算機功率的指標。
Gil 還表示：“量子計算的優勢在于，我們可以用不同類的電路來實現不同的功能?！?/p>
量子計算有多種用途，抗擊新冠病毒疫情只是其中之一。例如，某種電路可以用于模擬財務風險，還有電路則能夠測量可能在新電池技術開發過程中使用的化合物中包含的能量。這種可以被嵌入經典程序的量子電路庫正在涌現，它們能夠讓經典編程與量子計算實現優勢互補。
慶祝 IBM Quantum Experience成立四周年
為了強調電路對量子計算的重要性，IBM于近期發起了量子挑戰賽 (Quantum Challenge)。這場挑戰賽邀請程序員在5月8日之前完成四次量子計算演練，參賽選手將通過挑戰賽增進自己對量子電路的理解，在實踐中檢驗自己的能力。此次挑戰賽為慶祝IBM Quantum Experience成立四周年而舉辦，IBM Quantum Experience為公眾提供了一個通過IBM Cloud訪問IBM量子計算機組的渠道。
Gil表示：“我們非常幸運，全世界最有才華的一些人正在努力探究何種電路能夠幫助我們利用量子優勢?！边@也佐證了量子計算機的運算速度明顯快于經典計算機。
他還提到了自己和 T.J. Watson Laboratory 研究員Sergey Bravyi合著的一篇開創性論文，該論文首次提供了一項數學證明：與經典電路相比，量子電路具有公認的優勢。
自2016年5月以來，我們已經通過IBM Cloud在IBM量子計算機上執行了超過1800億個量子電路，為來自世界各地超過23萬名的用戶提供了量子計算訪問權限。目前，IBM通過IBM Cloud提供了18個不同的量子系統。Gil還對一處容納 4 個量子計算系統的 IBM Research 量子計算中心進行了簡短的介紹，這也是演講內容的一部分。
Gil 還在演講中介紹了“量子體積 (Quantum Volume)”的價值，量子體積可用于衡量量子計算機隨著量子比特數量增加而降低錯誤率的能力。他指出，自 2016 年以來，IBM 產品中的量子體積每年都會翻一番，IBM致力于在未來幾年內保持這種增長趨勢。
不少全球大規模企業也是IBM量子計算機的活躍用戶。其中，戴姆勒股份公司（Daimler AG）正在利用量子計算開發更好的電池材料，而?？松梨冢‥xxonMobil）希望利用量子計算為石化研發進行熱反應建模。另外，摩根大通（JP Morgan Chase）正在使用 IBM 量子計算機來創建一種用于為金融衍生品合約（也被稱為“期權”）定價的方法和多種期權組合。
Gil 在演講結束時與大家分享了他對計算領域的未來的思考。他認為：“目前，構成人工智能基礎的比特、量子比特和神經網絡系統逐漸融合，這將對計算領域產生極其深遠的影響。我們將借助人工智能輔助編程和混合云架構來協調這種融合，從而掩蓋底層基礎架構的復雜性?！?/p>
“這將是一場革命。這種融合不僅會徹底改變科學實踐方式和我們發現新技術的速度，而且還會帶來一系列全新的智能關鍵任務應用?！?Gil說到。
作者：Larry Greenemeier
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