雷鋒網(wǎng)按：2015年7月，阿里云聯(lián)合中科院成立“中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室”，宣布共同開(kāi)展在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的前瞻性研究，研制量子計(jì)算機(jī)。

2017年5月，中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室等參與研發(fā)的中國(guó)首個(gè)光量子計(jì)算機(jī)面世。

今天上午，在阿里2017云棲大會(huì)上，中國(guó)量子力學(xué)第一人潘建偉教授發(fā)表了「新量子革命和量子計(jì)算」主題演講，隨后由阿里云量子技術(shù)首席科學(xué)家施堯耘博士宣布由阿里云與中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室共同開(kāi)發(fā)的量子計(jì)算云平臺(tái)正式上線。

阿里云量子技術(shù)首席科學(xué)家施堯耘博士

施堯耘博士在演講過(guò)程中介紹道，阿里云量子技術(shù)可以概括為三個(gè)關(guān)鍵詞：提升、賦能、安全。

• 提升：提升現(xiàn)在的計(jì)算，包括機(jī)器學(xué)習(xí)，組合優(yōu)化，帶動(dòng)基于這些核心計(jì)算應(yīng)用的增速。

• 賦能：為合作伙伴打造開(kāi)放量子計(jì)算平臺(tái)，支撐跟量子信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)的騰飛，營(yíng)造量子信息技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)。

• 安全：擴(kuò)充加強(qiáng)阿里云已有的量子加密通信技術(shù)，推出基于量子密碼的安全計(jì)算，讓客戶使用阿里云的時(shí)候，數(shù)據(jù)和程序即使是對(duì)阿里云也是保密的。

  

左二潘建偉教授

根據(jù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的研究計(jì)劃，預(yù)計(jì)到2025年，量子模擬將達(dá)到當(dāng)今世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的水平，初步應(yīng)用于一些目前無(wú)法解決的重大科技難題；到2030年，研制具有50-100個(gè)量子比特的通用量子計(jì)算原型機(jī)，突破大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的芯片工藝，從物理層設(shè)計(jì)、制造，到算法運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，全面實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算功能，并應(yīng)用于大數(shù)據(jù)處理等重大實(shí)際問(wèn)題。

潘建偉教授在大會(huì)上的演講中提到人類即將進(jìn)入新量子革命與量子計(jì)算時(shí)代。他坦言說(shuō)：“量子計(jì)算發(fā)展的進(jìn)程比我想象的要快的多。目前，量子計(jì)算云平臺(tái)提供20多個(gè)量子比特的經(jīng)典計(jì)算仿真環(huán)境，2017年底10量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算上線。希望到明年，能實(shí)現(xiàn)50個(gè)量子比特的操作；未來(lái)十年能實(shí)現(xiàn)數(shù)百個(gè)量子比特的操作，在特定領(lǐng)域的計(jì)算能力達(dá)到目前全世界計(jì)算能力的100萬(wàn)倍。"

潘建偉教授在演講中回顧了人類歷史上的兩次科學(xué)革命?！冈谂ｎD力學(xué)之前，我們其實(shí)利用的是生物能，我們馴養(yǎng)一些猴子，馬，狗等等來(lái)為我們服務(wù)。到牛頓力學(xué)之后，就催生了第一次產(chǎn)業(yè)變革，隨著瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)明，英國(guó)抓住了機(jī)會(huì)，在18世紀(jì)末崛起成為世界頭號(hào)強(qiáng)國(guó)了。隨后在牛頓力學(xué)這個(gè)大的框架之上，有了電動(dòng)力學(xué)的建立，所以給我們帶來(lái)了電力技術(shù)，催生了第二次產(chǎn)業(yè)變革。在這個(gè)過(guò)程中，德國(guó)和美國(guó)先后抓住機(jī)會(huì)在19世紀(jì)中和20世紀(jì)初晉升成為世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)。然后隨著量子力學(xué)和相對(duì)論的建立，這是第二次科學(xué)革命，直接催生了以信息技術(shù)為代表的第三次產(chǎn)業(yè)變革，這個(gè)過(guò)程中，日本抓住了機(jī)會(huì)，也變成了工業(yè)強(qiáng)國(guó)。所以從某種意義上講，科學(xué)的革命到產(chǎn)業(yè)變革總是緊密相關(guān)的?！?/p>

今天使用的信息技術(shù)很大程度上都是由量子力學(xué)奠定的根本基礎(chǔ)?！冈訌椦兄频倪^(guò)程中催生了現(xiàn)代意義上的通用計(jì)算機(jī)誕生——在西歐核子中心，有很多數(shù)據(jù)需要傳到世界各地，所以就形成了今天互聯(lián)網(wǎng)的雛形?！?/p>

潘建偉教授講到，我們正在準(zhǔn)備進(jìn)入一個(gè)量子時(shí)代，傳統(tǒng)的計(jì)算力已不能滿足人類處理日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)的需求。而且隨著計(jì)算力的提高，信息安全問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)，依賴于計(jì)算復(fù)雜度的經(jīng)典加密算法，原則上也都是可以被破解?！窻SA 512，在1999年被破解，RSA 768，在2009年被破解，RSA 1024還沒(méi)宣布破解，但是密碼界已經(jīng)建議用2048位。2017年2月，谷歌破解了廣泛應(yīng)用于文件數(shù)字證書(shū)中的SHA-1算法。從這個(gè)角度來(lái)看，信息安全的瓶頸在日益凸顯，我們必須在遇到惡意攻擊時(shí)想到解決辦法?！?/p>

另一個(gè)問(wèn)題是大數(shù)據(jù)，需要非常強(qiáng)的計(jì)算力，把數(shù)據(jù)里的有效信息提取出來(lái)?！柑崛〔怀鰜?lái)，數(shù)據(jù)就是垃圾，提取出來(lái)就是金子。但是目前全世界的計(jì)算能力加起來(lái)還是有限的，如果用一個(gè)數(shù)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(lái)進(jìn)一步發(fā)展，晶體管的尺寸逐漸到納米量級(jí)很難進(jìn)一步發(fā)展了，如果到納米量級(jí)以后，原來(lái)的0和1就不能很好的界定，所以在這種基礎(chǔ)的情況下，量子效應(yīng)將起到一個(gè)主導(dǎo)作用。原先晶體管的電路原理將不再適用，所以基于原來(lái)的摩爾定律，把晶體管做的越來(lái)越小，集成度做的越來(lái)越高這條路徑就慢慢不行了。我們對(duì)數(shù)據(jù)處理的需求在日益增長(zhǎng)，量子力學(xué)催生了第三次產(chǎn)業(yè)變革，目前量子力學(xué)已經(jīng)為解決這些重大瓶頸問(wèn)題做好準(zhǔn)備了，也就是說(shuō)量子力學(xué)本身在孕育一次新的革命?！?/p>

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，量子信息學(xué)，主要有三方面功能，一是利用量子通訊，可以提供原理上無(wú)條件安全加密手段；二是利用量子計(jì)算，可以提供超快的計(jì)算能力，揭示復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)律；三是利用量子精密測(cè)量。這次上線的量子計(jì)算云平臺(tái)中的量子計(jì)算云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)，能夠?yàn)榍岸丝蛻籼峁┝孔铀惴ㄩ_(kāi)發(fā)測(cè)試環(huán)境，后端能夠連接經(jīng)典計(jì)算的仿真和真實(shí)的超導(dǎo)計(jì)算，同阿里云協(xié)助進(jìn)行網(wǎng)站的搭建和運(yùn)營(yíng)，提供云計(jì)算資源支撐和經(jīng)典計(jì)算的仿真環(huán)境。據(jù)悉，在量子通訊上面的應(yīng)用，目前已有網(wǎng)商銀行采用量子技術(shù)在專有云上完成了量子加密通訊試點(diǎn)，阿里云也因此成為全世界第一家可以提供量子加密信息傳送服務(wù)的云計(jì)算公司。

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