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假設你現在正準備去相親，走進了一家坐滿人的咖啡廳。你拿著 Ta 的照片，一個個地審視著每一個人，看誰對得上號，結果找了半個小時也沒找到和照片相似的那個人。這時候，相親對象給你打來了電話，告訴你 Ta 正坐在靠窗的角落里，你的目光順著 ta 的指引，一下子就找到了 Ta。
驗證一個問題的答案是否正確，通常比解出這個問題要簡單些。如果把傳統(tǒng)計算機的運算過程比作 “對著照片找人”，那么擁有量子并行計算能力的量子計算機則能讓問題的答案 “驀然回首，那人竟在燈火闌珊處”。
如今，隨著各個行業(yè)數據信息體量不斷增加，提高算力的同時又降低能耗是亟待解決的關鍵問題。量子計算正在首次嘗試跳出實驗室進入現實應用的世界，為這些問題的解決提供了顛覆性思路。
在國內，量子計算產業(yè)鏈已經初具雛形。其中，上海圖靈智算量子科技有限公司作為我國第一家瞄準光量子計算路徑的初創(chuàng)公司，僅成立一周年，就已初步實現了在人工智能、生物醫(yī)藥、金融科技等多領域的應用落地。
“雖然通用量子計算機還在路上，但是在這個過程中我們已經取得了一些階段性的成果。” 圖靈量子創(chuàng)始人金賢敏補充說，如今，圖靈量子商業(yè)合作版圖中再上新臺階，隨著與亞馬遜云科技 “牽手成功”，將有望通過其服務，更高效地解決特定領域的問題。
金賢敏從中國科學技術大學博士畢業(yè)后，曾赴英國牛津大學繼續(xù)科研工作，他發(fā)現歐美早已看好量子技術的產業(yè)應用前景。“2014 年左右就開始產業(yè)化萌芽了”， 他表示，“盡管，在很多人的眼中，量子計算還是長達十年二十年之久的夢想。”
據悉，早在 2014 年 12 月，英國就投資了 1.2 億英鎊開展量子技術中心網絡項目研究。該網絡由 4 個 “量子技術樞紐” 組成，分別由伯明翰大學、格拉斯哥大學、牛津大學和約克大學領銜。
金賢敏在牛津工作的時候，有風險投資機構意向投資其在量子領域的創(chuàng)業(yè)方向。“但我還是決定回國創(chuàng)業(yè)，為國家做出貢獻。” 金賢敏說，“我對量子產業(yè)的癡迷從 2010 年就開始了，這是我的夢想。”
看準了這個方向，金賢敏于 2014 年辭去牛津大學的職位，全職來到上海交通大學工作至今，“在量子領域，不管是從科研成果還是從產業(yè)環(huán)境來看，國內都已經到了彎道超車的階段。”
回國后，金賢敏帶領五十多人的青年科研團隊，長期聚焦光子芯片，將量子信息和光子信息芯片化與集成化。在金賢敏多年長期的思考和上海交通大學提供的 “天花板級的配置” 下，團隊很快就取得了階段性的成功。2018 年，他帶領的團隊制備出世界最大規(guī)模的三維集成光子芯片，這是中國首個光量子計算芯片。
“作為科學家，決定創(chuàng)業(yè)其實是一件 ‘不務正業(yè)’ 的事，所以我們一邊從客戶的角度去考慮怎么解決產業(yè)痛點，一邊也不敢在學術上掉以輕心。” 金賢敏稱，原本給團隊定的目標是一年出一個尖端科研成果，但是隨著對產業(yè)的深入理解，反而加速推動了科研進展的節(jié)奏。“現在我們每年都能出很多個頂尖科研成果，論文發(fā)表的數量也遠超預期。”
2020 年，金賢敏團隊又研制出一種基于非馮諾依曼計算架構下的結合集成芯片、光子概念的光子計算機。團隊另辟蹊徑，不依賴脆弱的量子特性，而是更多借助光子本身的優(yōu)勢，展示出光子計算機在求解特定計算問題上超越經典計算機的 “光子優(yōu)勢”。
萬事俱備，只待應用。2021 年開年，圖靈量子誕生了。
正如開頭所述，與傳統(tǒng)計算機使用 0 或者 1 的比特來處理或存儲信息有所不同，量子計算以量子比特作為信息編碼和存儲的基本單元。一個量子比特可以同時處于 0 和 1 兩種狀態(tài)的疊加，即可以同時表示 0 和 1 兩種信息。這就讓量子計算具備了極大超越經典計算機運算能力的潛力。
因此，量子計算最適合的應用場景，就是從許多其他可能的解決方案中找到 “最佳” 解決方案。
醫(yī)藥領域正是如此。
比如，憑借其極高的并行計算處理能力，量子計算機將能夠通過量子模擬同時研究多個分子、蛋白質和化學物質，從而使科學家們能比現在更快、更高效地開發(fā)新藥。
圖靈量子也率先看到了醫(yī)藥領域的前景。將量子計算和人工智能技術相結合，圖靈量子于 2022 年 3 月推出了一系列量子 AI 應用模塊，其中包括基因組學 QuOmics、藥物分子結構設計 QuChem、藥物虛擬篩選 QuDocking、化學分子逆合成 QuSynthesis 等四大模塊，分別實現了基因序列預測、藥物分子生成、互作結合能預測、分子逆合成等功能。
“這就意味著，利用量子計算機的超強算力，我們可以準確評估分子、蛋白質和化學物質之間的相互作用，檢查藥物是否會改善或治愈某些疾病。” 金賢敏說，目前圖靈量子已經和上海一家三級甲等醫(yī)院開展合作，雙方試圖利用醫(yī)院積累的大量腦電波數據，監(jiān)測神經性疾病發(fā)生前異常的腦電波數據，從而對疾病的發(fā)生做出預警。
隨著在產業(yè)落地方面不斷取得進展，2021 年，圖靈量子作為唯一一家量子計算領域創(chuàng)新企業(yè)入圍創(chuàng)業(yè)邦 100 未來獨角獸。此后，又以唯一一個 2021 年成立的、最年輕的 “極具創(chuàng)新力” 量子科技類企業(yè)，入選投資家網 TOP100 價值企業(yè)。
未來，在通往量子計算產業(yè)化落地的道路上，圖靈量子并不是 “一個人”，它不僅受到了各級領導的關心和扶持，還得到了眾多投資機構以及上下游客戶的認可和大力支持。
時至今日，圖靈量子分別與多家大型金融機構、生物醫(yī)藥、醫(yī)療機構以及產業(yè)鏈相關科研機構簽署合作協議。公司成立后僅一年，快速完成三輪大額融資，累計融資額超過 5 億元，其中，天使輪及 PreA 輪分別實現了國內量子信息賽道最大融資額。
在 2021 年 7 月，圖靈量子憑借領先的光量子技術和出色的投資/團隊背景加入亞馬遜云科技云創(chuàng)計劃，與亞馬遜云科技展開合作，利用 Amazon Braket 服務進行了量子軟件開發(fā)上的有益嘗試，旨在加快其量子計算的科學研究和軟件開發(fā)速度，并在探索和設計更多的量子算法方面提升效率。例如，由亞馬遜云科技提供的 Amazon SageMaker 服務結合 Braket 就有助于圖靈量子進行基于量子的 AI 算法的訓練。
據了解，Amazon Braket 是一項完全托管式量子計算服務，為有量子計算需求的初創(chuàng)公司提供了跨平臺的開發(fā)人員工具。隨著合作的深入，云創(chuàng)計劃不僅提供了專業(yè)的團隊一對一支持圖靈量子，對接了西雅圖的量子計算團隊，同時，也積極促成它加入了亞馬遜云科技合作伙伴網絡，并通過雙方軟件上的合作拓展更多行業(yè)的商機。
接下來，圖靈量子將繼續(xù)使用 Amazon Braket 在亞馬遜云科技的量子計算機模擬器上運行和測試自己的算法，并對其進行故障排除、模擬和量子硬件作業(yè)等。
“在云資源的使用、適配體驗以及與平臺開放的全球先進技術進行切磋等方面，亞馬遜云科技均給予較大支持。” 金賢敏補充表示，量子和經典計算系統(tǒng)的結合使用，還可以幫助克服當前量子技術的相對局限性。
“圖靈量子在專業(yè)、務實、開放等企業(yè)文化方面與亞馬遜云科技十分契合，同時，亞馬遜領先的技術能力眾所周知，這些因素共同促成了我們和亞馬遜云科技合作。” 金賢敏說，雖然亞馬遜如今已經是全球最大的云服務廠商之一，但是貝佐斯和所有早期創(chuàng)業(yè)者一樣，曾有著一個人抱著一臺電腦在車庫里開發(fā)產品原型的經歷。
“他們很了解從 0 到 1 的創(chuàng)業(yè)過程，所以推出了云創(chuàng)計劃，這對于初創(chuàng)企業(yè)來說可以起到非常重要的加持作用。”
如今，圖靈量子在量子光源系統(tǒng)、光量子計算芯片系統(tǒng)、量子測控層操作系統(tǒng)三大核心系統(tǒng)突破性的創(chuàng)新，標志著我國光量子計算技術走在了國際第一方陣前列。
基于底層技術的相通性，在光量子技術路線上，圖靈量子正在進行全棧式布局，未來將實現基于光子的軟硬件一體化的全棧式解決方案的能力閉環(huán)。“圖靈量子有計劃把其求解器放在亞馬遜云科技的 Marketplace 上，也期待，基于圖靈量子的求解器，未來會有更多殺手級的量子應用程序面世。” 金賢敏說。
據悉，圖靈量子是亞馬遜云科技在國內首個同時在硬件和軟件展開合作的量子科技公司。
“我們雖然還是初創(chuàng)公司，但是我們將像亞馬遜云科技一樣，追求最高的標準。” 金賢敏表示，即使這些標準在很多人看來高得不可理喻。“但正是在這樣的標準下，未來才能逐漸成為現實。”
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