近兩年“量子計算”逐漸走入公眾視野，因其天生具有海量數(shù)據(jù)存儲與無與倫比的計算加速能力，有望成為下一代計算革命的締造者。目前國內外多家云計算商業(yè)巨頭、初創(chuàng)企業(yè)和科研機構以量子云平臺服務的方式，揭開了量子計算的“神秘面紗”，在量子計算技術真正成熟之前，可提前釋放量子計算的潛力，吸引越來越多的量子計算研究者、量子軟件開發(fā)者和公眾用戶在云平臺上開展科學實驗、軟件開發(fā)與應用探索，進而促進量子計算產(chǎn)業(yè)提前布局與生態(tài)的良性培養(yǎng)。未來隨著量子計算、云計算、大數(shù)據(jù)與人工智能的深度融合，量子云計算將會成為一種新型的計算模式，有望帶動整個信息產(chǎn)業(yè)、計算產(chǎn)業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)的全面升級。

量子計算正因其突破傳統(tǒng)計算瓶頸的指數(shù)級計算能力，被視為第四次工業(yè)革命的引擎。從IBM宣布推出業(yè)界首個試商用量子計算樣機，到谷歌聲稱成功實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”，技術的全面爆發(fā)為量子計算的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展帶來了更多可能性，對于大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能和互聯(lián)網(wǎng)更是一種激勵，多學科交叉產(chǎn)生良好“化學反應”后，量子計算云平臺應運而生，成為量子計算產(chǎn)業(yè)布局與生態(tài)推廣的主要載體與踐行者，一方面展示了云計算公司強大的超算能力，另一方面以生態(tài)共享的方式加快了量子計算領域的預研與產(chǎn)業(yè)化，作為交叉產(chǎn)業(yè)的焦點，也是量子計算潛在應用的孵化器。

仰望星空：量子計算云平臺

已經(jīng)起勢，發(fā)展穩(wěn)中有進

目前量子計算雖然在一些實驗環(huán)境下取得了可喜進展，但離真正的應用仍然有很長的路要走。從理論和特定計算問題上量子計算的優(yōu)越性得到驗證后，人們開始探尋一種模式，可以聚集人類智慧，對量子計算關鍵問題進行攻堅，并共享研究成果，促進量子計算實用化早日到來。在這樣的背景下，越來越多的量子計算公司、研究機構等發(fā)布了量子計算云平臺，采用經(jīng)典計算模擬量子計算運行的方式，對量子計算領域的諸多關鍵問題進行推演，意在突破量子計算的資源稀缺性和脆弱性瓶頸，最終為學術界研究和工業(yè)界研發(fā)掃清障礙。依托互聯(lián)網(wǎng)資源，量子計算云平臺為各類用戶提供云端接入，對量子計算資源和成果進行開放共享，并提供各種基于量子計算的衍生服務，呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢。

國外云計算企業(yè)和初創(chuàng)公司對量子云計算進行了提前布局，目前處于競爭加劇狀態(tài)。如IBM推出20量子比特的量子云服務器，提供了完善的QiKit量子程序開發(fā)套件，并建立了完善的開源社區(qū)服務。谷歌發(fā)布了72量子比特計算機Bristlecone，開發(fā)了Cirq量子開源框架，提供了量子化學材料計算的OpenFermion-Cirq用例。初創(chuàng)公司Rigetti 開放了量子云服務平臺，研制了19量子比特處理器QPU，并首次使用QPU超導芯片進行無監(jiān)督機器學習訓練及推理，展示出量子計算﹢人工智能的巨大潛力。

國內雖起步較晚，但發(fā)展勢頭良好，與國際先進量子云計算服務公司的差距在逐步縮小。中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院與阿里云在超導量子計算方向發(fā)布了11量子比特的云接入超導量子計算服務。華為發(fā)布了HiQ量子計算云服務平臺和兼容ProjectQ量子編程框架。初創(chuàng)公司本源量子研發(fā)的本源量子計算云平臺，兼具科普、教學、編程等多重功能，為高校研究者與應用開發(fā)者創(chuàng)造了良好的研究與科普社區(qū)。

目前量子計算云平臺從物理底層、計算引擎、應用軟件開發(fā)到上層應用已經(jīng)具備生態(tài)雛形。在量子計算云平臺上培養(yǎng)研究者和用戶的操作習慣，引導諸多行業(yè)對“量子計算”的應用傾向，為將來計算領域的內核升級奠定生態(tài)基礎，可以預見未來量子計算云平臺勢必會成為“量子計算”爭奪的主戰(zhàn)場。

腳踏實地：產(chǎn)業(yè)應用征程

尚遠，諸多方面仍需加強

量子計算云平臺是“量子信息”時代的排頭兵，但征程尚遠，迷霧未消，量子計算的技術路線、產(chǎn)業(yè)路線與應用路線仍存在諸多不確定性，這需要學術界和工業(yè)界共同努力推動，提高量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“信噪比”。

結合量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢與訴求，對于未來量子云計算平臺的建設、發(fā)展與依托平臺所開展的關鍵舉措，本文提出如下兩點建議：

一是通過量子計算云平臺實現(xiàn)對重大科學問題的聚焦。近期谷歌“量子優(yōu)越性”實驗的成功，在技術與原理上驗證了量子計算的威力，接下來應更加關注如何將量子計算的優(yōu)勢與有價值的科學領域相結合，幫助人類加速解決一部分經(jīng)典計算很難解決甚至無能為力的問題。依托量子計算云平臺，可找到有價值的科學問題，并對癥下藥地設計好相應的算法，完成計算任務，再進一步探討商業(yè)價值。因此在量子計算云平臺上，建議首先實現(xiàn)量子智能的模擬開發(fā)和科學問題的求解，掃清理論障礙，待時機成熟之時，平滑演進到“專用”甚至“通用”的量子計算領域，完成從學術問題到工程問題的轉化。

二是依托量子計算云平臺，培養(yǎng)對接未來量子產(chǎn)業(yè)的量子工程師和科技人員。對于年輕而茁壯發(fā)展的量子計算而言，當前跨學科人才的缺乏同樣亟待解決，如設計量子算法要求科學家對問題有較為深刻的理解與知識儲備，而最終制造可復制、能夠穩(wěn)定完成容錯計算的設備，則需要芯片制造、半導體工程師們以及新一批量子信息工程師的貢獻。當前美國已經(jīng)將量子信息人才培養(yǎng)上升到國家戰(zhàn)略層面，如2019年9月24日在白宮舉行的量子信息與計算科學峰會上發(fā)布的《國家量子信息科學戰(zhàn)略概覽》，明確提出要鼓勵學術界和產(chǎn)業(yè)界共同合作培養(yǎng)出未來國家所需的量子專業(yè)人才，并通過各種途徑普及推廣量子信息科學，甚至還給教育部下達了明確的任務——“要在中小學階段開始提供相關的量子信息科學教育”。我國要在代表未來的量子信息領域占有一席之地，同樣應重視量子信息教育與人才培養(yǎng)。考慮到量子計算云平臺具有大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)應用的綜合屬性，不但可以為產(chǎn)業(yè)界賦能，也可成為學術界和教育界的助推器，因此一方面建議加大量子計算云平臺“教育”與“科普”方面的軟硬件投入，另一方面呼吁信息、通信、互聯(lián)網(wǎng)和計算領域的專家，在量子計算云平臺上開展跨學科、跨領域的積極交流與合作，對于“量子計算/量子信息﹢ X”這一類交叉學科不斷進行教育宣貫與實踐演練，“以云育人”，為國家培養(yǎng)量子計算與信息領域的復合型人才。
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