在业界瞩目的 2018 全联接大会上，华为不仅正式公布了人工智能战略、并推出全栈全场景的人工智能解决方案，还发布了一系列面向未来的新产品，其中就包括针对量子计算的量子计算模拟器 HiQ 云服务平台。
根据媒体的相关报道，HiQ 云服务平台包括量子计算模拟器与基于模拟器开发的量子编程框架。这两个产品将基于华为云的计算能力，成为业界领先的量子计算电路模拟云服务。华为官方提供的数字显示，HiQ 可模拟全振幅 42 量子比特以上，单振幅 81 量子比特以上，对于低深度电路的单振幅可模拟 169 量子比特。
正如华为量子计算软件与算法首席科学家翁文康博士所言，「华为推出量子计算模拟器 HiQ 云服务平台，标志着量子计算的研究和创新迈出了关键一步」，此举意味着华为正式进入量子计算领域，「未来华为将持续在该领域进行投入」，翁文康博士进一步说道。其目的就是基于云端的量子计算模拟器，使能量子计算学术研究和科学教育。
那么，为什么华为如此看重量子计算领域呢？
<strong>量子计算的潜力
量子计算的理论来源自量子力学，经过近 30 多年的理论和实验室实践，科技行业普遍认为，量子计算将是一种面向未来的计算技术，有望给整个行业带来颠覆性的创新。
从最基本的计算能力上看，当下计算工具的模样虽然多种多样，但不管是各国的超级计算机还是人人手上的智能手机，其背后的理论支撑都是 1940 年代所形成的「冯·诺伊曼架构」，该架构也是经典计算机架构，在这个架构里，数据的计算都以二机制的方式展开，也就是说，要么是「0」，要么 「1」之间。
但在量子计算的逻辑，数据计算不仅可以「0」或「1」，还可以在「0」、「1」之间进行叠加，也就是所谓的「叠加态」。这样的叠加态将给计算能力带来巨大提升。举一个例子，如果要实现一个 300 位的大数分解，当下最强大的超计算计算机也需要 15 万年，而量子计算机之需要几秒钟。
其次，从算法层面上看，量子算法也将拥有前所未有的创新潜力。近几年来，越来越多的研究者们开始将量子算法与当下火热的人工智能结合在一起，并且已经在部分领域实现了一定突破，比如，将量子算法引入到 AI 计算之中，能够大幅提升 AI 计算效率。
正因为量子计算在计算能力和算法上的巨大潜力，也引发了整个行业对于量子计算的巨大关注，如 Google、微软也都在进行相关布局。
而此次华为发布量子计算模拟框架，也有望将量子计算的研究推进到一个全新的阶段。
<strong>量子计算模拟的重要性
如上文所言，量子计算的潜力如此巨大，但另一个事实则是，量子计算还处在非常早期的阶段，尤其是在基础理论无法出现突破的前提下，围绕量子计算的硬件、软件、算法、系统工程发展都有巨大困难。
比如，目前还没有真正意义上的量子计算机，再比如，由于技术、资金的限制，全球范围内也只有少数公司和大学才能展开量子计算的基础研究，这也极大制约了量子计算的研究和普及。
这恰恰也是华为 HiQ 出现的时代背景。基于经典计算架构的模拟器，可以在量子电路仿真和调测、量子算法的研究和创新、应用软件的开发和验证上发挥重要作用。在量子计算硬件系统成熟之前，这也是量子计算研究和应用普及的必经之路。
事实上，量子计算是华为基础研究的一个重要方向，在研究、人才上拥有一定积累。在被问及华为在量子计算领域的优势时，不管是首席科学家翁文康还是资深研究员张学仓，都认为华为在服务器、云上的技术积累和优势，也大幅提升了华为在量子计算领域的研发效率。「华为在经典服务器、云计算技术上有很好的积累，我们基于华为强大的服务器和云计算的资源，我们现在做了很好的模拟平台」，张学仓说道。
某种意义上说，在当下量子计算研究面临诸多困境的情况下，华为为整个行业提供了一个全新的解决方案，而 HiQ 的确也展示了行业领先的技术优势。
<strong>HiQ 的技术优势
从技术角度去看，华为此次发布的量子计算模拟平台 HiQ 有四个非常值得关注的特点。
首先，HiQ 提供了业界最全面的量子模拟方案，也就是全振幅模拟和单振幅模拟，同时还集成了量子纠错电路模拟。这意味着，研究者可以在这个平台上找到当下最热门的量子计算模拟环境。
其次，依托分布式架构带来的强大计算能力，HiQ 上的全振幅模拟和单振幅模拟，都实现了业界领先的水准。比如在全振幅模拟中，可以实现最大 42 量子比特，而单振幅则能支持 81 量子比特随机电路、最大可模拟 169 量子比特随机量子电路。
第三，HiQ 还提供了业界首个量子纠错电路模拟云服务。它可以模拟数万个量子比特的纠错电路，用于量子纠错算法的研发，对于未来的通用容错量子计算机的研发意义重大。
最后一点，HiQ 上的量子计算编程框架，则进一步降低了量子计算研究的门槛。通过兼容开源框架 ProjectQ，以及更友好的图形界面，大大简化了量子算法的编排。更进一步，这个编程框架还支持经典-量子混合算法的简易编程以及分块用户界面 BlockUI。
上述四个技术特点以及技术优势，也为华为在量子计算领域的「使能者角色」奠定了良好基础。特别要指出的是，科研工作者在在 HiQ 上可以最高免费获得 38 量子比特的模拟服务。这也让外界有理由期待，依托华为云的量子模拟器服务，整个行业正一步步踏入到量子计算的未来场景里。
<strong>尾巴：量子计算的无限可能
如果以摩尔定律所定义的经典计算机的发展轨迹来看，当下整个科技行业都不得不回答一个命题：<strong>当摩尔定律不再有效甚至终结，计算革命的下一个突破点在哪里？
量子计算毫无疑问就是其中最富革命性的解决方案。正如华为量子计算软件与算法首席科学家翁文康博士所言，「量子计算是一种不同与经典计算的革命性计算技术」，无论是计算能力的提升还是算法的创新，量子计算都将推动科技行业进入到一个全新的阶段，尤其是在人工智能领域，量子计算给人工智能算法带来了全新的「解题思路」。
所有这些未来的无限可能离不开当下各家公司、研究机构的共同努力。当 Google、微软、英特尔等巨头更多面向内部研发量子技术时，华为却将自己的量子计算能力开放出来，依托云端的量子计算模拟器赋能整个行业，这既是华为自身量子计算研发能力的展现，也进一步凸显出华为继续践行行业使能者的初衷。也因此，在迈向量子计算无限可能的征程里，华为提供了一个强大的技术引擎，最终也将造福整个行业。（完）
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