量子計算已經不是一個新名詞，近些年，世界科技巨頭們紛紛布局量子計算技術，從AI、物流甚至到航空航天技術，量子計算好像有著一種改變“一切”的野心。在這個領域中，巨頭公司們各自都在做什么？他們希望實現的目標又是什么？

  本期的智能內參，我們推薦CBinsights的報告《20家布局量子計算的科技巨頭》，盤點世界上投資研發量子計算技術的20家科技公司，以及他們的研發目標。如果想收藏本文的報告（20家布局量子計算的科技巨頭），可以在“https://www.cbinsights.com/research/quantum-computing-corporations-list/”獲取。

  量子計算機有著解決超出經典計算機能力的實際問題潛力，而且這種潛力正逐漸成為現實。量子計算機使用量子態作為“量子比特”，它可以同時處于 1 和 0 狀態，快速解決涉及許多可能變量的復雜計算，例如破解加密密鑰，預測股市波動或優化飛機路線盡量減少燃料消耗。

  量子計算領域進展很快。微軟為量子計算機設計了一種稱為 Q＃的特殊編程語言，并發布了一個“量子開發工具包”來幫助程序員創建新的應用程序。谷歌與 NASA 合作，將量子計算技術的優化能力應用于太空旅行。以下我們就來盤點正在研發量子計算機的20家科技巨頭。

  1、空客：利用量子計算機改變航空航天領域

  2015年底，空中客車集團于在威爾士紐波特建立了一個量子計算研發團隊，該團隊的主要目標是研究與密碼學和計算相關的量子力學相關技術。

  空客公司并不打算開發自己的量子計算硬件，而是希望讓現有的量子計算機硬件適應航空航天工業中的特定問題，即那些需要處理和存儲大量數據的問題，包括分類和分析衛星傳輸的圖像，或為飛機制造研發新穎、耐用的材料。

  2016年，空中客車的風險投資部門Airbus Ventures投資了量子計算初創公司QC Ware的種子輪。 在2018年，空客再次成為該公司A輪投資者。

  2019年1月，空客公司開展了針對各種飛機設計和操作問題的量子計算驅動解決方案競賽，相關問題包括翼盒設計優化，計算流體動力學以及使飛機爬升路線更加省油。

  2、阿里巴巴：成立量子計算實驗室

  2015年7月，阿里巴巴旗下阿里云和中國科學院在上海建立了一個名為阿里巴巴量子計算實驗室的研究機構。該實驗室研究各個領域的量子計算應用，包括人工智能和電子商務和數據中心的安全性。

  2018年2月，阿里云推出了具有11個量子比特的量子計算云服務。

  3、AT＆T：致力于建立量子通信網絡

  2017年5月，AT＆T宣布與加州理工學院合作研發量子網絡技術， 以幫助它提供更安全的通信方式。

  2017年底，該公司與兩個合作伙伴，美國宇航局的噴氣推進實驗室和美國能源部在伊利諾斯州巴塔維亞的費米實驗室開始研發建造量子網絡。

  4、百度：追趕最大的競爭對手

  百度于2018年3月宣布成立量子計算研究所，該計劃的重點是量子信息理論和量子計算。百度的主要業務之一是搜索引擎，而搜索大量數據正是量子計算的潛力之一。

  然而，百度已經落后于國內競爭對手阿里巴巴，后者已經推出了一項11比特的量子云計算服務。

  5、博思艾倫漢密爾頓：為客戶提供量子計算

  博思艾倫漢密爾頓希望利用量子計算在競爭中找到更好的數據科學產品和服務。

  該管理咨詢公司表示，它已與政府和企業客戶合作開發試驗計劃和量子計算機原型，以解決包括物流，藥物發現以及軟件中復雜代碼的驗證等問題。

  2018年9月，博思艾倫漢密爾頓收到了美國空軍研究實驗室的合同。作為該項目的一部分，博思艾倫漢密爾頓Booz Allen與量子計算公司D-Wave Systems一起研究如何利用量子計算來解決優化衛星分組的問題，以最大化其覆蓋范圍。

  6、英國電信：用量子技術保護敏感信息

  英國電信與東芝研究所（Toshiba Research）、美國ADVA Optical Networking和英國國家物理實驗室聯合研究量子加密技術。這項技術可以在敏感數據的傳輸過程中保護其安全性。

  2018年6月，英國電信宣布建成了一個“量子安全”的互聯網網絡，該網絡部署在英國劍橋和英國電信的實驗室所在地伊普斯威奇之間，兩地大約相距50英里。

  7：谷歌：用量子計算機研發人工智能

  谷歌在量子人工智能實驗室（QuAIL）運營著一臺D-Wave量子計算機。該實驗室由美國國家航空航天局和加州山景城NASA艾姆斯研究中心的大學空間研究協會共同創建。

  2015年，領導谷歌QuAIL業務的Hartmut Neven和他的團隊最近發表了一篇論文，初步測試結果表明D-Wave機器在特定問題上可以比傳統計算機芯片快100倍。

  自2013年以來，QuAIL團隊一直在利用D-Wave的機器探索各種領域的量子計算應用，如網絡搜索，語音/圖像模式識別，規劃和調度，空中交通管理，到其他星球的機器人任務，以及支持任務控制中心的行動。

  2014年，為了減少機器學習與人類智能之間的鴻溝 – 并在新興的人工智能領域處于領先地位，Google開始利用其在D-Wave機器上的經驗，并專注于開發自己的量子硬件。

  在2018年，谷歌宣布它已經建立了一個新的量子處理器，代號為Bristlecone。這款72比特的設備在谷歌此前最好的9量子比特機器取得了重大進步，當時最接近的競爭者是IB+M的實驗室50比特的機器。在2018年晚些時候，谷歌宣布與NASA合作探索可以使用新量子處理器解決的問題。

  在2019年初，谷歌在舊金山舉行的IEEE國際固態電路會議上展示了為量子計算定制的電路。

  8、霍尼韋爾：推動離子阱量子技術的快速商業化

  霍尼韋爾在量子計算方面的工作始于2014年，當時該公司參與了一項調查該技術的智能高級研究項目活動（IARPA）項目。

  霍尼韋爾的主要研究焦點是一種被稱為離子阱的量子技術 ，它利用電磁場將離子懸浮在空間中，并通過“陷阱”中的那些離子的運動來傳輸信息。

  2019年5月，霍尼韋爾首席執行官Darius Adamczyk宣布該公司的技術達到了“創紀錄的高保真量子操作”，并預計今年年底該項目將開始創造收入。

  霍尼韋爾是為數不多的從事離子阱技術研究的公司之一，其中絕大多數公司 – 包括IBM，谷歌和英特爾 – 都在使用半導體技術構建自己的量子計算硬件。

  9、IBM：商用量子計算機

  IBM在紐約Yorktown Heights的研究中心設有量子計算小組。該研究組的目標是通過建立可以擴展到更大尺寸的量子電路設計來克服量子系統的某些限制。

  IBM于2019年初推出了一款名為“IBM Q System One”的20比特量子計算系統，用戶可以通過云端訪問該系統，并宣布為埃克森美孚和歐洲核子研究中心提供量子服務。這兩家公司關注的重點領域是使用“IBM Q”來研究財務數據，物流和風險。

  2019年6月，IBM宣布與一些非洲大學建立合作伙伴關系。作為合作的一部分，IBM希望研究人員將使用IBM Q的處理能力來研究藥物研究和開發，采礦以及自然資源管理等主題。

  IBM全球副總裁Norishige Morimoto最近表示IBM將在五年內將量子計算機商業化。

  10、英特爾：批量生產量子計算機

  2015年9月，英特爾向代爾夫特理工大學量子研究所QuTech和荷蘭應用研究組織承諾投入5000萬美元，為十年的合作提供支持。

  在2018年的CES上，英特爾宣布它已經構建了一個名為Tangle Lake的49比特量子超導芯片。

  在2019年3月，英特爾宣布了一種量子計算機測試工具，該工具允許研究人員驗證量子芯片可靠性晶圓并檢查量子比特在構建成全量子處理器之前是否正常工作。對于量子計算研究人員而言，這可能是一項重要的節省成本和時間的技術，也是量子處理器大批量生產的一個步驟。

  11、KPN：創建更安全的通信

  KPN是一家荷蘭的電信公司，在其位于海牙和鹿特丹的KPN數據中心之間的網絡中實施了端到端量子密鑰分發（QKD），這種技術可以實現更安全的通信。 KPN也與專門從事量子加密的瑞士公司ID Quantique合作。

  12、洛克希德·馬丁加大對量子計算的投入

  洛克希德·馬丁公司與南加州大學合作，共同創辦了USC-洛克希德·馬丁量子計算中心（QCC）。該中心專注于絕熱量子計算，其中問題被編碼到物理量子系統的最低能量（“最冷”）狀態，以找到具有許多變量的特定問題的最佳答案。

  這種優化方法可以幫助洛克希德馬丁公司解決很多問題，例如改進飛機設計或物流。

  此外，D-Wave Systems公司于2015年宣布與洛克希德馬丁達成一項多年期協議，將該公司的512-qubit D-Wave Two量子計算機升級為具有1,000+量子比特的新型D-Wave 2X系統。這是自洛克希德·馬丁公司于2011年成為D-Wave首個客戶以來的第二次系統升級。

  13、微軟：量子軟件先行者

  Microsoft的QuArC小組成立于2011年12月，專注于設計用于可擴展，容錯高的量子計算機的軟件架構和算法。該小組成果包括LIQUi |>，一種用于量子計算的軟件架構和工具套件。微軟的QuArC小組與世界各地的大學密切合作，包括悉尼大學，普渡大學，蘇黎世聯邦理工學院和加州大學圣巴巴拉分校（UCSB）的量子計算小組等。

  2014年，微軟透露它與UCSB的一個名為Station Q的研究組合作研究拓撲量子計算。Station Q旨在研發可擴展，高容錯，通用的量子計算機。

  微軟還在構建量子計算開發層方面取得了長足進步。 2017年底，微軟宣布推出量子開發套件 – 一種名為Q＃的編程框架和語言，供尋求為量子計算機編寫應用程序的開發人員使用。 2019年2月，微軟推出了微軟量子網絡 – 一個致力于量子應用和硬件的機構和個人網絡。

  今年5月，微軟表示其量子開發套件已被下載100,000次，并且它將開源其Q＃語言，編譯器和量子模擬器。

  14、三菱電機：保證通訊安全

  三菱電機（Mitsubishi Electric）聲稱開發出世界上第一款“一次性PAD軟件”，這是一種先進的手機加密技術，能夠確保通話的私密性。

  此外，該公司還將其技術實施到日本信息和通信技術研究所的一個項目中，以測試基于量子安全網絡的移動通信的可行性。

  15、NEC和富士通：長距離量子通訊

  2015年9月，東京大學納米量子信息電子研究所與富士通實驗室有限公司和NEC公司合作，宣布他們成功利用一個單光子發射器在相距120公里的兩地之間實現量子密鑰分配。

  2018年1月，NEC宣布計劃投資開發自己的量子計算技術，以解決最優問題。另一家日本巨頭富士通宣布與多倫多大學合作，到2020年投資4.51億美元用于研發量子計算技術。

  16、諾基亞：量子算法先驅

  諾基亞是貝爾實驗室的母公司 ，而貝爾實驗室是量子計算算法開發的先驅。量子算法先去包括Peter Shor（Shor算法）和Luv Grover（Grover算法）都曾是貝爾實驗室職員。量子計算的火熱得益于Shor在1994年的論文，他發現量子計算機將能夠比傳統計算機更快地找到大數的質因子，而這一能力對破壞傳統的加密方法 產生極大威脅。

  2017年，摩根士丹利的一份報告將貝爾實驗室的量子計算計劃與IBM，谷歌和微軟的計算方案定為“最可靠的”方案。

  17、NTT：關注最優化問題

  NTT基礎研究實驗室和NTT安全平臺實驗室合作研究超冷原子和量子信息處理。 2014年，英國布里斯托爾大學的公司和研究人員開發出一種光學芯片，利用光子測試量子計算的新理論，目標是減少先前測試量子理論所需的資源。

  2017年，該公司開放了用于公共測試的原型量子計算機。 NTT的量子計算機與大多數從事量子計算的公司不同，它是一臺“量子伊辛”機器 – 專門用于解決優化問題。

  在2018年末，NTT宣布了在硅谷開設量子計算研究中心的計劃，目的是促進量子計算理論的研究并與其他當地研究人員合作。

  18、雷神：將量子計算應用于圖像領域

  雷神在其Raytheon BBN Technologies研發中心內成立了一個量子信息處理小組，專注于利用量子原理進行傳感，計算和成像。

  2012年，Raytheon BBN Technologies獲得了220萬美元的資金的投資，其研發目標是將量子計算機的各個方面集成到一個框架中，以便更好地管理資源和評估性能。

  2017年，Raytheon BBN的一個團隊與IBM Research合作，于2017年發布了一項關于自然量子信息的研究，該研究表明量子計算能夠比傳統計算設備更快，更有效地找到某些特定問題的答案。

  19、SK Telecom：在韓國打造子通信網絡

  2016年3月，SK電訊宣布建立了五個不同的國家量子通信測試網絡，總覆蓋距離為256公里。

  在2018年初，SK電信投資6500萬美元，據稱擁有ID Quantique超過50％的股權，ID Quantique是量子密鑰分配系統等量子技術的開發商。今年9月，SK電訊宣布他們與ID Quantique和諾基亞之間的合作伙伴關系已經成功開發了IDQ的QKD與諾基亞光傳輸系統之間的互操作。

  20、東芝：追求更安全的量子通信網絡

  東芝的量子密鑰分發（QKD）系統為基于光纖的計算機網絡上的加密應用提供數字密鑰。

  該公司在2015年宣布，東芝生命科學分析中心的基因組數據將被量子通信系統加密，并傳輸到了日本東北大學。

  在2018年2月，東芝推出了一款自行研發的13.7 Mbps量子密鑰分發設備，它比之前速度最快的1.9 MbpsQKD設備快幾倍。

  2019年，東芝宣布與美國開發商Quantum Xchange合作，將其量子密鑰分配光網絡Phio的容量翻倍。目前，Phio項目活躍于紐約市的一些銀行和資產管理公司，幫助客戶移動數據并保持安全。

  智東西認為，量子計算和量子通信這些年一直是媒體上的火熱詞匯，現在科技巨頭們紛紛布局，這個明星技術逐步有從學術界向工業界專業實用化的趨勢，但是，即使是一些受尊敬的大公司的研發計劃并沒有讓人覺得有“干貨滿滿”的感覺，仍有很大的跟風炒作嫌疑。但是，毋庸質疑的是，經過無數科學家的努力付出，量子技術今后一定會在人類的科技史上留下濃重的一筆，希望經過時間的洗禮，真正對人類社會產生重大變革的量子技術能很快出現。