在業界矚目的 2018 全聯接大會上，華為不僅正式公佈了人工智能戰略、並推出全棧全場景的人工智能解決方案，還發布了一系列面向未來的新產品，其中就包括針對量子計算的量子計算模擬器 HiQ 雲服務平臺。
根據媒體的相關報道，HiQ 雲服務平臺包括量子計算模擬器與基於模擬器開發的量子編程框架。這兩個產品將基於華為雲的計算能力，成為業界領先的量子計算電路模擬雲服務。華為官方提供的數字顯示，HiQ 可模擬全振幅 42 量子比特以上，單振幅 81 量子比特以上，對於低深度電路的單振幅可模擬 169 量子比特。
正如華為量子計算軟件與算法首席科學家翁文康博士所言，「華為推出量子計算模擬器 HiQ 雲服務平臺，標誌著量子計算的研究和創新邁出了關鍵一步」，此舉意味著華為正式進入量子計算領域，「未來華為將持續在該領域進行投入」，翁文康博士進一步說道。其目的就是基於雲端的量子計算模擬器，使能量子計算學術研究和科學教育。
那麼，為什麼華為如此看重量子計算領域呢？
<strong>量子計算的潛力
量子計算的理論來源自量子力學，經過近 30 多年的理論和實驗室實踐，科技行業普遍認為，量子計算將是一種面向未來的計算技術，有望給整個行業帶來顛覆性的創新。
從最基本的計算能力上看，當下計算工具的模樣雖然多種多樣，但不管是各國的超級計算機還是人人手上的智能手機，其背後的理論支撐都是 1940 年代所形成的「馮·諾伊曼架構」，該架構也是經典計算機架構，在這個架構裡，數據的計算都以二機制的方式展開，也就是說，要麼是「0」，要麼 「1」之間。
但在量子計算的邏輯，數據計算不僅可以「0」或「1」，還可以在「0」、「1」之間進行疊加，也就是所謂的「疊加態」。這樣的疊加態將給計算能力帶來巨大提升。舉一個例子，如果要實現一個 300 位的大數分解，當下最強大的超計算計算機也需要 15 萬年，而量子計算機之需要幾秒鐘。
其次，從算法層面上看，量子算法也將擁有前所未有的創新潛力。近幾年來，越來越多的研究者們開始將量子算法與當下火熱的人工智能結合在一起，並且已經在部分領域實現了一定突破，比如，將量子算法引入到 AI 計算之中，能夠大幅提升 AI 計算效率。
正因為量子計算在計算能力和算法上的巨大潛力，也引發了整個行業對於量子計算的巨大關注，如 Google、微軟也都在進行相關佈局。
而此次華為發佈量子計算模擬框架，也有望將量子計算的研究推進到一個全新的階段。
<strong>量子計算模擬的重要性
如上文所言，量子計算的潛力如此巨大，但另一個事實則是，量子計算還處在非常早期的階段，尤其是在基礎理論無法出現突破的前提下，圍繞量子計算的硬件、軟件、算法、系統工程發展都有巨大困難。
比如，目前還沒有真正意義上的量子計算機，再比如，由於技術、資金的限制，全球範圍內也只有少數公司和大學才能展開量子計算的基礎研究，這也極大制約了量子計算的研究和普及。
這恰恰也是華為 HiQ 出現的時代背景。基於經典計算架構的模擬器，可以在量子電路仿真和調測、量子算法的研究和創新、應用軟件的開發和驗證上發揮重要作用。在量子計算硬件系統成熟之前，這也是量子計算研究和應用普及的必經之路。
事實上，量子計算是華為基礎研究的一個重要方向，在研究、人才上擁有一定積累。在被問及華為在量子計算領域的優勢時，不管是首席科學家翁文康還是資深研究員張學倉，都認為華為在服務器、雲上的技術積累和優勢，也大幅提升了華為在量子計算領域的研發效率。「華為在經典服務器、雲計算技術上有很好的積累，我們基於華為強大的服務器和雲計算的資源，我們現在做了很好的模擬平臺」，張學倉說道。
某種意義上說，在當下量子計算研究面臨諸多困境的情況下，華為為整個行業提供了一個全新的解決方案，而 HiQ 的確也展示了行業領先的技術優勢。
<strong>HiQ 的技術優勢
從技術角度去看，華為此次發佈的量子計算模擬平臺 HiQ 有四個非常值得關注的特點。
首先，HiQ 提供了業界最全面的量子模擬方案，也就是全振幅模擬和單振幅模擬，同時還集成了量子糾錯電路模擬。這意味著，研究者可以在這個平臺上找到當下最熱門的量子計算模擬環境。
其次，依託分佈式架構帶來的強大計算能力，HiQ 上的全振幅模擬和單振幅模擬，都實現了業界領先的水準。比如在全振幅模擬中，可以實現最大 42 量子比特，而單振幅則能支持 81 量子比特隨機電路、最大可模擬 169 量子比特隨機量子電路。
第三，HiQ 還提供了業界首個量子糾錯電路模擬雲服務。它可以模擬數萬個量子比特的糾錯電路，用於量子糾錯算法的研發，對於未來的通用容錯量子計算機的研發意義重大。
最後一點，HiQ 上的量子計算編程框架，則進一步降低了量子計算研究的門檻。通過兼容開源框架 ProjectQ，以及更友好的圖形界面，大大簡化了量子算法的編排。更進一步，這個編程框架還支持經典-量子混合算法的簡易編程以及分塊用戶界面 BlockUI。
上述四個技術特點以及技術優勢，也為華為在量子計算領域的「使能者角色」奠定了良好基礎。特別要指出的是，科研工作者在在 HiQ 上可以最高免費獲得 38 量子比特的模擬服務。這也讓外界有理由期待，依託華為雲的量子模擬器服務，整個行業正一步步踏入到量子計算的未來場景裡。
<strong>尾巴：量子計算的無限可能
如果以摩爾定律所定義的經典計算機的發展軌跡來看，當下整個科技行業都不得不回答一個命題：<strong>當摩爾定律不再有效甚至終結，計算革命的下一個突破點在哪裡？
量子計算毫無疑問就是其中最富革命性的解決方案。正如華為量子計算軟件與算法首席科學家翁文康博士所言，「量子計算是一種不同與經典計算的革命性計算技術」，無論是計算能力的提升還是算法的創新，量子計算都將推動科技行業進入到一個全新的階段，尤其是在人工智能領域，量子計算給人工智能算法帶來了全新的「解題思路」。
所有這些未來的無限可能離不開當下各家公司、研究機構的共同努力。當 Google、微軟、英特爾等巨頭更多面向內部研發量子技術時，華為卻將自己的量子計算能力開放出來，依託雲端的量子計算模擬器賦能整個行業，這既是華為自身量子計算研發能力的展現，也進一步凸顯出華為繼續踐行行業使能者的初衷。也因此，在邁向量子計算無限可能的征程裡，華為提供了一個強大的技術引擎，最終也將造福整個行業。（完）
閱讀更多 趙賽坡商業評論 的文章
