在一次采訪中，著名的量子物理學(xué)家和瑞士初創(chuàng)公司 Terra Quantum 的創(chuàng)始人 Markus Pflitsch 談到了量子技術(shù)的商業(yè)化以及維也納新量子云數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)。

Markus Pflitsch

現(xiàn)在在奧地利維也納有一個(gè)量子計(jì)算中心，據(jù)運(yùn)營(yíng)商稱，這在世界上是獨(dú)一無二的。借助虛擬解決方案，瑞士量子技術(shù)初創(chuàng)公司 Terra Quantum 能夠在混合量子計(jì)算平臺(tái)上運(yùn)行具體的量子算法。舉個(gè)例子：在投資銀行中，一個(gè)重要的經(jīng)典優(yōu)化算法，即所謂的“抵押品組合優(yōu)化”，當(dāng)轉(zhuǎn)化為量子算法，然后應(yīng)用到混合量子計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，如果投資組合每年可以節(jié)省1.2億歐元。包括 4000 億歐元的 Terra Quantum 創(chuàng)始人 Markus Pflitsch 在與 brutkasten 的對(duì)話中。

對(duì)于在維也納的報(bào)價(jià)，Terra Quantum 與奧地利公司 Novarion 共同成立了合資企業(yè) QMware。Novarion 提供經(jīng)典的高性能計(jì)算，例如，在其上運(yùn)行證券交易所交易。位于維也納的混合量子云數(shù)據(jù)中心是在歐洲建造的多個(gè)數(shù)據(jù)中心中的第一個(gè)。在采訪中，Pflitsch 談到了這項(xiàng)技術(shù)的工作原理、它帶來了什么、哪些用例是可能的，以及歐洲在量子技術(shù)領(lǐng)域的全球競(jìng)賽中如何發(fā)展。

您是如何創(chuàng)建 Terra Quantum 的？

我是一名物理學(xué)家，90 年代后期在 CERN 從事量子物理學(xué)研究。然后我在 BCG 工作了 20 多年，從事投資銀行業(yè)務(wù)和企業(yè)金融業(yè)務(wù)。四年前，我決定將這兩個(gè)世界結(jié)合在一起，讓我將量子技術(shù)商業(yè)化。因此，我創(chuàng)立了 Terra Quantum 和 QMware。兩者都位于瑞士。如果你看一下“新興的量子技術(shù)景觀”，它的主要特征是從學(xué)術(shù)界衍生出來的。因此，推動(dòng)該主題前進(jìn)的往往是研究人員。但我也引入了商業(yè)方面。借助 Terra Quantum，我還能夠在很早的時(shí)候就吸引到包括 Lakestar 在內(nèi)的機(jī)構(gòu)金融家。

Terra Quantum 致力于將量子技術(shù)商業(yè)化。你怎么做？

我們希望建立一家商業(yè)公司，而不僅僅是大學(xué)的擴(kuò)展研發(fā)工作臺(tái)。我們獨(dú)立于研究基金。因此，我們正在尋找能夠?qū)崿F(xiàn)早期商業(yè)化的量子技術(shù)領(lǐng)域。我們已經(jīng)有可商業(yè)化的產(chǎn)品在該領(lǐng)域使用，具有顯著的商業(yè)利益。這是我們的 USP。美國(guó) BigTechs 經(jīng)常說，由于原生量子處理器的錯(cuò)誤敏感性，工業(yè)量子應(yīng)用并沒有那么遠(yuǎn)。那是半真半假。今天已經(jīng)有一些領(lǐng)域可以通過混合量子計(jì)算架構(gòu)上的算法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)。

Terra Quantum 與其他供應(yīng)商的區(qū)別是什么？

我們是一家量子服務(wù)公司。市場(chǎng)上有很多硬件廠商。在許多情況下，這些仍處于開發(fā)階段，即非常忙于研發(fā)，還沒有忙于商業(yè)化。他們正在開發(fā)一些只能在幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)的東西。另一方面，也有軟件玩家在開發(fā)量子算法。他們也面臨商業(yè)化挑戰(zhàn)，因?yàn)樗麄兊乃惴梢栽趲啄陜?nèi)無法運(yùn)行的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

我們有三個(gè)領(lǐng)域： 在“量子算法即服務(wù)”領(lǐng)域，我們?yōu)楦鞣N用例開發(fā)量子算法。第二個(gè)領(lǐng)域包括“量子計(jì)算即服務(wù)”。對(duì)于 QMware，這還包括量子云。第三個(gè)領(lǐng)域包括“量子安全即服務(wù)”。我們有一個(gè)由大約 100 名量子物理學(xué)家和數(shù)學(xué)物理學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)——這使我們成為全球最大的參與者之一。借助 QMware，我們現(xiàn)在還擁有一臺(tái)混合量子機(jī)器，它通過混合量子云智能地聯(lián)鎖高性能計(jì)算和量子計(jì)算。我們?cè)诰S也納的 NTT 數(shù)據(jù)中心開設(shè)了這個(gè)，這是同類中的第一個(gè)。我們可以在上面運(yùn)行我們的算法。通過這種方式，我們今天已經(jīng)取得了顯著的業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)。

Terra Quantum 在商業(yè)化方面有多遠(yuǎn)，維也納的量子云數(shù)據(jù)中心在其中扮演什么角色？

讓我們舉個(gè)例子，展示我們的混合量子平臺(tái)在今天已經(jīng)成為可能，公司可以通過云訪問它：在投資銀行領(lǐng)域，有所謂的“抵押品組合”，價(jià)值數(shù)千億美元。銀行歐元很大。該銀行在銀行的各個(gè)客戶中擁有不同資產(chǎn)類別的資產(chǎn)負(fù)債表頭寸，例如不同的貨幣、股票和政府債券。這些必須針對(duì)要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)成本以及流動(dòng)性和融資要求進(jìn)行優(yōu)化。這是金融中的“關(guān)鍵任務(wù)”優(yōu)化算法。今天，這些經(jīng)典算法在經(jīng)典的高性能計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。我們研究了 4000 億歐元的抵押品投資組合，并與 Terra Quantum 的團(tuán)隊(duì)一起創(chuàng)建了一個(gè)可以在 QMware 機(jī)器上運(yùn)行的量子算法。結(jié)果是相對(duì)于投資組合的六個(gè)基點(diǎn)的基本成本優(yōu)化。在這種情況下，僅將這一經(jīng)典算法遷移到量子空間，就可以每年節(jié)省 1.2 億歐元的經(jīng)常性成本。我們今天可以做到。在這種情況下，僅將這一經(jīng)典算法遷移到量子空間，就可以每年節(jié)省 1.2 億歐元的經(jīng)常性成本。我們今天可以做到。在這種情況下，僅將這一經(jīng)典算法遷移到量子空間，就可以每年節(jié)省 1.2 億歐元的經(jīng)常性成本。我們今天可以做到。

這是如何運(yùn)作的？

為什么我們的混合機(jī)器今天已經(jīng)讓這成為可能？原生量子處理器，例如美國(guó)制造商的 55-Qbit 芯片，仍然存在很多缺陷。55Qbits，實(shí)際性能要低很多，目前量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段也稱為NISQ時(shí)代（NISQ代表Noisy medium-scalequantum era）。這是因?yàn)槿匀淮嬖跈C(jī)械挑戰(zhàn)，例如使用基于超導(dǎo)性的 Qbit 技術(shù)創(chuàng)造穩(wěn)定的框架條件。另一方面，在 QMware，我們建立在經(jīng)典的高性能計(jì)算組件之上。原則上，我們正在模擬一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。我們有一個(gè)與 IP 相關(guān)的設(shè)計(jì)，我們?nèi)绾闻渲眠@些 HPC 組件，例如我們?nèi)绾卧L問內(nèi)存。這使我們能夠虛擬地表示 40 個(gè)邏輯 qbit。它們比原生 Qbit 性能更高，因?yàn)樗鼈儧]有任何錯(cuò)誤。所以我們的量子體積非常高，我們的機(jī)器在目前的硬件開發(fā)階段比較好。這就是為什么我們今天已經(jīng)可以取得這些成果。

然而，幾年后，硬件將準(zhǔn)備就緒。

事實(shí)上，否則這將與量子計(jì)算中計(jì)算能力的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)與 qbit 數(shù)量的相應(yīng)增加相矛盾。所以你實(shí)際上不能再在邏輯上模擬例如 200 Qbits。這會(huì)炸毀所需的內(nèi)存。這就是為什么我們以這樣一種方式構(gòu)建 QMware Cloud，除了我們的具有 40 個(gè)邏輯 Qbits 的處理器之外，我們還可以集成其他 QPU，我們自己的或其他制造商的 QPU。整個(gè)軟件層，例如用于投資銀行的量子算法，被設(shè)計(jì)為兼容并且已經(jīng)在運(yùn)行，并且在未來將穩(wěn)定，具有更多底層的原生 Qbits。我們只需將量子芯片集成到那里，性能就會(huì)提高。然后，例如，在“抵押”申請(qǐng)的情況下，節(jié)省的成本不再是六個(gè)基點(diǎn)，而可能是十二個(gè)基點(diǎn)。已經(jīng)可能且不會(huì)改變的事情：作為一家公司，您可以通過我們的云訪問混合量子計(jì)算平臺(tái)并在其上運(yùn)行您的算法。

公司如何使用維也納的新優(yōu)惠？

目前，原生量子計(jì)算產(chǎn)品更容易通過研究中心獲得，而不是面向工業(yè)的。有了我們，您可以像其他云服務(wù)一樣輕松訪問它。

除了投資銀行的例子之外，哪些用例是可能的？

任何與優(yōu)化、模擬和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的大數(shù)據(jù)密集型。這些區(qū)域通常使用量子算法表現(xiàn)出更好的性能。一個(gè)例子是神經(jīng)量子網(wǎng)絡(luò)，其中存儲(chǔ)了 Qbits 用于神經(jīng)元的值。除其他外，這可以用于改進(jìn)圖像識(shí)別。例如，我們正在與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的汽車制造商進(jìn)行交流。但我們也與機(jī)器人公司或醫(yī)療診斷制造商進(jìn)行交流——例如，在檢測(cè)黑色素瘤方面。我們的客戶遍及汽車、物流和零售、金融服務(wù)和化工等領(lǐng)域。

歐洲并不完全以創(chuàng)新技術(shù)的快速商業(yè)化而聞名。在量子技術(shù)方面，歐洲在全球競(jìng)爭(zhēng)中是否具有更好的地位？

是的，我是一個(gè)樂觀主義者。這是一個(gè)機(jī)會(huì)，尤其是必要性。那些沒有量子技術(shù)的人將被貶到第三世界國(guó)家。量子技術(shù)是21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。利用量子物理學(xué)的兩個(gè)原理，疊加和糾纏，隨著 qbit 數(shù)量的增加，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。指數(shù)勝過一切。工藝工程、活性成分的開發(fā)，這一切都發(fā)生在今天的大型計(jì)算機(jī)上。將來，這可以用量子計(jì)算機(jī)更快地模擬。有了通用量子計(jì)算機(jī)，未來可以解決的問題需要最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)比今天的宇宙年齡還要長(zhǎng)。這將改變幾乎所有行業(yè)——化工、金融服務(wù)、制藥、汽車。因此，歐洲政府應(yīng)該為此提供大量支持，并智能地將跨地區(qū)的大量國(guó)家資助計(jì)劃聯(lián)系起來，然后我們可以與我們的頂尖研究人員一起做。

那么誰將把創(chuàng)新帶到地面上呢？

如果你看看汽車行業(yè)，帶來顛覆的不是現(xiàn)有的大型汽車制造商，而是一家初創(chuàng)公司——特斯拉。在量子計(jì)算中可能類似。我們需要像 Terra Quantum 這樣的年輕公司，因?yàn)樗鼈冊(cè)谑袌?chǎng)上的速度要快得多。

我們是在趕超中國(guó)和美國(guó)，還是歐洲更關(guān)心在這方面做些什么？

這是我們可以做到的追趕。但是，如果我們購(gòu)買美國(guó)量子計(jì)算機(jī)并將其放在我們的場(chǎng)所，我們不應(yīng)該將其慶祝為對(duì)歐洲科技主權(quán)的貢獻(xiàn)。那不是成功。當(dāng)我們自己構(gòu)建它時(shí)，它是成功的。我們有這方面的專業(yè)知識(shí)。這方面的資金必須在整個(gè)歐洲合理地捆綁起來。