量子計(jì)算已經(jīng)不是一個(gè)新名詞，近些年，世界科技巨頭們紛紛布局量子計(jì)算技術(shù)，從AI、物流甚至到航空航天技術(shù)，量子計(jì)算好像有著一種改變“一切”的野心。在這個(gè)領(lǐng)域中，巨頭公司們各自都在做什么？他們希望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)又是什么？

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

  量子計(jì)算機(jī)有著解決超出經(jīng)典計(jì)算機(jī)能力的實(shí)際問題潛力，而且這種潛力正逐漸成為現(xiàn)實(shí)。量子計(jì)算機(jī)使用量子態(tài)作為“量子比特”，它可以同時(shí)處于 1 和 0 狀態(tài)，快速解決涉及許多可能變量的復(fù)雜計(jì)算，例如破解加密密鑰，預(yù)測(cè)股市波動(dòng)或優(yōu)化飛機(jī)路線盡量減少燃料消耗。

  量子計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)展很快。微軟為量子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)了一種稱為 Q＃的特殊編程語(yǔ)言，并發(fā)布了一個(gè)“量子開發(fā)工具包”來(lái)幫助程序員創(chuàng)建新的應(yīng)用程序。谷歌與 NASA 合作，將量子計(jì)算技術(shù)的優(yōu)化能力應(yīng)用于太空旅行。以下我們就來(lái)盤點(diǎn)正在研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的20家科技巨頭。

  1、空客：利用量子計(jì)算機(jī)改變航空航天領(lǐng)域

  2015年底，空中客車集團(tuán)于在威爾士紐波特建立了一個(gè)量子計(jì)算研發(fā)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)的主要目標(biāo)是研究與密碼學(xué)和計(jì)算相關(guān)的量子力學(xué)相關(guān)技術(shù)。

  空客公司并不打算開發(fā)自己的量子計(jì)算硬件，而是希望讓現(xiàn)有的量子計(jì)算機(jī)硬件適應(yīng)航空航天工業(yè)中的特定問題，即那些需要處理和存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的問題，包括分類和分析衛(wèi)星傳輸?shù)膱D像，或?yàn)轱w機(jī)制造研發(fā)新穎、耐用的材料。

  2016年，空中客車的風(fēng)險(xiǎn)投資部門Airbus Ventures投資了量子計(jì)算初創(chuàng)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(duì)各種飛機(jī)設(shè)計(jì)和操作問題的量子計(jì)算驅(qū)動(dòng)解決方案競(jìng)賽，相關(guān)問題包括翼盒設(shè)計(jì)優(yōu)化，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)以及使飛機(jī)爬升路線更加省油。

  2、阿里巴巴：成立量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室

  2015年7月，阿里巴巴旗下阿里云和中國(guó)科學(xué)院在上海建立了一個(gè)名為阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的研究機(jī)構(gòu)。該實(shí)驗(yàn)室研究各個(gè)領(lǐng)域的量子計(jì)算應(yīng)用，包括人工智能和電子商務(wù)和數(shù)據(jù)中心的安全性。

  2018年2月，阿里云推出了具有11個(gè)量子比特的量子計(jì)算云服務(wù)。

  3、AT＆T：致力于建立量子通信網(wǎng)絡(luò)

  2017年5月，AT＆T宣布與加州理工學(xué)院合作研發(fā)量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 以幫助它提供更安全的通信方式。

  2017年底，該公司與兩個(gè)合作伙伴，美國(guó)宇航局的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)能源部在伊利諾斯州巴塔維亞的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室開始研發(fā)建造量子網(wǎng)絡(luò)。

  4、百度：追趕最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手

  百度于2018年3月宣布成立量子計(jì)算研究所，該計(jì)劃的重點(diǎn)是量子信息理論和量子計(jì)算。百度的主要業(yè)務(wù)之一是搜索引擎，而搜索大量數(shù)據(jù)正是量子計(jì)算的潛力之一。

  然而，百度已經(jīng)落后于國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手阿里巴巴，后者已經(jīng)推出了一項(xiàng)11比特的量子云計(jì)算服務(wù)。

  5、博思艾倫漢密爾頓：為客戶提供量子計(jì)算

  博思艾倫漢密爾頓希望利用量子計(jì)算在競(jìng)爭(zhēng)中找到更好的數(shù)據(jù)科學(xué)產(chǎn)品和服務(wù)。

  該管理咨詢公司表示，它已與政府和企業(yè)客戶合作開發(fā)試驗(yàn)計(jì)劃和量子計(jì)算機(jī)原型，以解決包括物流，藥物發(fā)現(xiàn)以及軟件中復(fù)雜代碼的驗(yàn)證等問題。

  2018年9月，博思艾倫漢密爾頓收到了美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的合同。作為該項(xiàng)目的一部分，博思艾倫漢密爾頓Booz Allen與量子計(jì)算公司D-Wave Systems一起研究如何利用量子計(jì)算來(lái)解決優(yōu)化衛(wèi)星分組的問題，以最大化其覆蓋范圍。

  6、英國(guó)電信：用量子技術(shù)保護(hù)敏感信息

  英國(guó)電信與東芝研究所（Toshiba Research）、美國(guó)ADVA Optical Networking和英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研究量子加密技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以在敏感數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中保護(hù)其安全性。

  2018年6月，英國(guó)電信宣布建成了一個(gè)“量子安全”的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)部署在英國(guó)劍橋和英國(guó)電信的實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)研發(fā)人工智能

  谷歌在量子人工智能實(shí)驗(yàn)室（QuAIL）運(yùn)營(yíng)著一臺(tái)D-Wave量子計(jì)算機(jī)。該實(shí)驗(yàn)室由美國(guó)國(guó)家航空航天局和加州山景城NASA艾姆斯研究中心的大學(xué)空間研究協(xié)會(huì)共同創(chuàng)建。

  2015年，領(lǐng)導(dǎo)谷歌QuAIL業(yè)務(wù)的Hartmut Neven和他的團(tuán)隊(duì)最近發(fā)表了一篇論文，初步測(cè)試結(jié)果表明D-Wave機(jī)器在特定問題上可以比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片快100倍。

  自2013年以來(lái)，QuAIL團(tuán)隊(duì)一直在利用D-Wave的機(jī)器探索各種領(lǐng)域的量子計(jì)算應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)搜索，語(yǔ)音/圖像模式識(shí)別，規(guī)劃和調(diào)度，空中交通管理，到其他星球的機(jī)器人任務(wù)，以及支持任務(wù)控制中心的行動(dòng)。

  2014年，為了減少機(jī)器學(xué)習(xí)與人類智能之間的鴻溝 – 并在新興的人工智能領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，Google開始利用其在D-Wave機(jī)器上的經(jīng)驗(yàn)，并專注于開發(fā)自己的量子硬件。

  在2018年，谷歌宣布它已經(jīng)建立了一個(gè)新的量子處理器，代號(hào)為Bristlecone。這款72比特的設(shè)備在谷歌此前最好的9量子比特機(jī)器取得了重大進(jìn)步，當(dāng)時(shí)最接近的競(jìng)爭(zhēng)者是IB+M的實(shí)驗(yàn)室50比特的機(jī)器。在2018年晚些時(shí)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(guó)際固態(tài)電路會(huì)議上展示了為量子計(jì)算定制的電路。

  8、霍尼韋爾：推動(dòng)離子阱量子技術(shù)的快速商業(yè)化

  霍尼韋爾在量子計(jì)算方面的工作始于2014年，當(dāng)時(shí)該公司參與了一項(xiàng)調(diào)查該技術(shù)的智能高級(jí)研究項(xiàng)目活動(dòng)（IARPA）項(xiàng)目。

  霍尼韋爾的主要研究焦點(diǎn)是一種被稱為離子阱的量子技術(shù) ，它利用電磁場(chǎng)將離子懸浮在空間中，并通過(guò)“陷阱”中的那些離子的運(yùn)動(dòng)來(lái)傳輸信息。

  2019年5月，霍尼韋爾首席執(zhí)行官Darius Adamczyk宣布該公司的技術(shù)達(dá)到了“創(chuàng)紀(jì)錄的高保真量子操作”，并預(yù)計(jì)今年年底該項(xiàng)目將開始創(chuàng)造收入。

  霍尼韋爾是為數(shù)不多的從事離子阱技術(shù)研究的公司之一，其中絕大多數(shù)公司 – 包括IBM，谷歌和英特爾 – 都在使用半導(dǎo)體技術(shù)構(gòu)建自己的量子計(jì)算硬件。

  9、IBM：商用量子計(jì)算機(jī)

  IBM在紐約Yorktown Heights的研究中心設(shè)有量子計(jì)算小組。該研究組的目標(biāo)是通過(guò)建立可以擴(kuò)展到更大尺寸的量子電路設(shè)計(jì)來(lái)克服量子系統(tǒng)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(jì)算系統(tǒng)，用戶可以通過(guò)云端訪問該系統(tǒng)，并宣布為埃克森美孚和歐洲核子研究中心提供量子服務(wù)。這兩家公司關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域是使用“IBM Q”來(lái)研究財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，物流和風(fēng)險(xiǎn)。

  2019年6月，IBM宣布與一些非洲大學(xué)建立合作伙伴關(guān)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(lái)研究藥物研究和開發(fā)，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(nèi)將量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化。

  10、英特爾：批量生產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)

  2015年9月，英特爾向代爾夫特理工大學(xué)量子研究所QuTech和荷蘭應(yīng)用研究組織承諾投入5000萬(wàn)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(jīng)構(gòu)建了一個(gè)名為Tangle Lake的49比特量子超導(dǎo)芯片。

  在2019年3月，英特爾宣布了一種量子計(jì)算機(jī)測(cè)試工具，該工具允許研究人員驗(yàn)證量子芯片可靠性晶圓并檢查量子比特在構(gòu)建成全量子處理器之前是否正常工作。對(duì)于量子計(jì)算研究人員而言，這可能是一項(xiàng)重要的節(jié)省成本和時(shí)間的技術(shù)，也是量子處理器大批量生產(chǎn)的一個(gè)步驟。

  11、KPN：創(chuàng)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(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施了端到端量子密鑰分發(fā)（QKD），這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)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(duì)量子計(jì)算的投入

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

  這種優(yōu)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(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)或物流。

  此外，D-Wave Systems公司于2015年宣布與洛克希德馬丁達(dá)成一項(xiàng)多年期協(xié)議，將該公司的512-qubit D-Wave Two量子計(jì)算機(jī)升級(jí)為具有1,000+量子比特的新型D-Wave 2X系統(tǒng)。這是自洛克希德·馬丁公司于2011年成為D-Wave首個(gè)客戶以來(lái)的第二次系統(tǒng)升級(jí)。

  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(shè)計(jì)用于可擴(kuò)展，容錯(cuò)高的量子計(jì)算機(jī)的軟件架構(gòu)和算法。該小組成果包括LIQUi |>，一種用于量子計(jì)算的軟件架構(gòu)和工具套件。微軟的QuArC小組與世界各地的大學(xué)密切合作，包括悉尼大學(xué)，普渡大學(xué)，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和加州大學(xué)圣巴巴拉分校（UCSB）的量子計(jì)算小組等。

  2014年，微軟透露它與UCSB的一個(gè)名為Station Q的研究組合作研究拓?fù)淞孔佑?jì)算。Station Q旨在研發(fā)可擴(kuò)展，高容錯(cuò)，通用的量子計(jì)算機(jī)。

  微軟還在構(gòu)建量子計(jì)算開發(fā)層方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。 2017年底，微軟宣布推出量子開發(fā)套件 – 一種名為Q＃的編程框架和語(yǔ)言，供尋求為量子計(jì)算機(jī)編寫應(yīng)用程序的開發(fā)人員使用。 2019年2月，微軟推出了微軟量子網(wǎng)絡(luò) – 一個(gè)致力于量子應(yīng)用和硬件的機(jī)構(gòu)和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)。

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

  14、三菱電機(jī)：保證通訊安全

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

  此外，該公司還將其技術(shù)實(shí)施到日本信息和通信技術(shù)研究所的一個(gè)項(xiàng)目中，以測(cè)試基于量子安全網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信的可行性。

  15、NEC和富士通：長(zhǎng)距離量子通訊

  2015年9月，東京大學(xué)納米量子信息電子研究所與富士通實(shí)驗(yàn)室有限公司和NEC公司合作，宣布他們成功利用一個(gè)單光子發(fā)射器在相距120公里的兩地之間實(shí)現(xiàn)量子密鑰分配。

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

  16、諾基亞：量子算法先驅(qū)

  諾基亞是貝爾實(shí)驗(yàn)室的母公司 ，而貝爾實(shí)驗(yàn)室是量子計(jì)算算法開發(fā)的先驅(qū)。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(shí)驗(yàn)室職員。量子計(jì)算的火熱得益于Shor在1994年的論文，他發(fā)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)將能夠比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更快地找到大數(shù)的質(zhì)因子，而這一能力對(duì)破壞傳統(tǒng)的加密方法 產(chǎn)生極大威脅。

  2017年，摩根士丹利的一份報(bào)告將貝爾實(shí)驗(yàn)室的量子計(jì)算計(jì)劃與IBM，谷歌和微軟的計(jì)算方案定為“最可靠的”方案。

  17、NTT：關(guān)注最優(yōu)化問題

  NTT基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室和NTT安全平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室合作研究超冷原子和量子信息處理。 2014年，英國(guó)布里斯托爾大學(xué)的公司和研究人員開發(fā)出一種光學(xué)芯片，利用光子測(cè)試量子計(jì)算的新理論，目標(biāo)是減少先前測(cè)試量子理論所需的資源。

  2017年，該公司開放了用于公共測(cè)試的原型量子計(jì)算機(jī)。 NTT的量子計(jì)算機(jī)與大多數(shù)從事量子計(jì)算的公司不同，它是一臺(tái)“量子伊辛”機(jī)器 – 專門用于解決優(yōu)化問題。

  在2018年末，NTT宣布了在硅谷開設(shè)量子計(jì)算研究中心的計(jì)劃，目的是促進(jìn)量子計(jì)算理論的研究并與其他當(dāng)?shù)匮芯咳藛T合作。

  18、雷神：將量子計(jì)算應(yīng)用于圖像領(lǐng)域

  雷神在其Raytheon BBN Technologies研發(fā)中心內(nèi)成立了一個(gè)量子信息處理小組，專注于利用量子原理進(jìn)行傳感，計(jì)算和成像。

  2012年，Raytheon BBN Technologies獲得了220萬(wàn)美元的資金的投資，其研發(fā)目標(biāo)是將量子計(jì)算機(jī)的各個(gè)方面集成到一個(gè)框架中，以便更好地管理資源和評(píng)估性能。

  2017年，Raytheon BBN的一個(gè)團(tuán)隊(duì)與IBM Research合作，于2017年發(fā)布了一項(xiàng)關(guān)于自然量子信息的研究，該研究表明量子計(jì)算能夠比傳統(tǒng)計(jì)算設(shè)備更快，更有效地找到某些特定問題的答案。

  19、SK Telecom：在韓國(guó)打造子通信網(wǎng)絡(luò)

  2016年3月，SK電訊宣布建立了五個(gè)不同的國(guó)家量子通信測(cè)試網(wǎng)絡(luò)，總覆蓋距離為256公里。

  在2018年初，SK電信投資6500萬(wàn)美元，據(jù)稱擁有ID Quantique超過(guò)50％的股權(quán)，ID Quantique是量子密鑰分配系統(tǒng)等量子技術(shù)的開發(fā)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(guān)系已經(jīng)成功開發(fā)了IDQ的QKD與諾基亞光傳輸系統(tǒng)之間的互操作。

  20、東芝：追求更安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)

  東芝的量子密鑰分發(fā)（QKD）系統(tǒng)為基于光纖的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的加密應(yīng)用提供數(shù)字密鑰。

  該公司在2015年宣布，東芝生命科學(xué)分析中心的基因組數(shù)據(jù)將被量子通信系統(tǒng)加密，并傳輸?shù)搅巳毡緰|北大學(xué)。

  在2018年2月，東芝推出了一款自行研發(fā)的13.7 Mbps量子密鑰分發(fā)設(shè)備，它比之前速度最快的1.9 MbpsQKD設(shè)備快幾倍。

  2019年，東芝宣布與美國(guó)開發(fā)商Quantum Xchange合作，將其量子密鑰分配光網(wǎng)絡(luò)Phio的容量翻倍。目前，Phio項(xiàng)目活躍于紐約市的一些銀行和資產(chǎn)管理公司，幫助客戶移動(dòng)數(shù)據(jù)并保持安全。

  智東西認(rèn)為，量子計(jì)算和量子通信這些年一直是媒體上的火熱詞匯，現(xiàn)在科技巨頭們紛紛布局，這個(gè)明星技術(shù)逐步有從學(xué)術(shù)界向工業(yè)界專業(yè)實(shí)用化的趨勢(shì)，但是，即使是一些受尊敬的大公司的研發(fā)計(jì)劃并沒有讓人覺得有“干貨滿滿”的感覺，仍有很大的跟風(fēng)炒作嫌疑。但是，毋庸質(zhì)疑的是，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)科學(xué)家的努力付出，量子技術(shù)今后一定會(huì)在人類的科技史上留下濃重的一筆，希望經(jīng)過(guò)時(shí)間的洗禮，真正對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生重大變革的量子技術(shù)能很快出現(xiàn)。