阿爾·魯特

繪圖/《巴倫周刊》

2017年，量子計(jì)算被麻省理工學(xué)院命名為一項(xiàng)突破性技術(shù)。今年，量子計(jì)算再次出現(xiàn)在該學(xué)院評出的2020年“十大突破性技術(shù)”名單上。

這是否意味著量子計(jì)算已經(jīng)準(zhǔn)備進(jìn)入發(fā)展黃金時(shí)期了？有可能，這對全世界來說是個好消息，但問題是了解量子計(jì)算機(jī)真正用途的人并不多，投資者也不太明白量子計(jì)算對他們的投資組合意味著什么。

我們可以從微軟（MSFT）說起，微軟是量子計(jì)算領(lǐng)域的一大參與者，看看這家公司的量子業(yè)務(wù)有助于投資者和其他人了解這個領(lǐng)域。

流行文化中的量子

在了解微軟的量子業(yè)務(wù)之前，我們先聊聊別的。

許多人都聽說過量子王國，這要?dú)w功于迪士尼（DIS）創(chuàng)造的漫威（Marvel）電影宇宙。在量子隧道的幫助下，復(fù)仇者聯(lián)盟的超級英雄們打敗了《復(fù)仇者聯(lián)盟4：終局之戰(zhàn)》里的滅霸（Thanos），后者成為有史以來票房收入最高的電影。在最新的《銀河護(hù)衛(wèi)隊(duì)》電影中，銀河護(hù)衛(wèi)隊(duì)的探測器發(fā)現(xiàn)了一個量子小行星帶。

在這個量子小行星帶，小行星隨時(shí)可能出現(xiàn)又突然消失。在量子領(lǐng)域，幾乎任何事情都是可能的。量子，已經(jīng)成了對奇怪而且違反直覺的結(jié)果的一個比喻。

物理學(xué)中的量子

量子物理學(xué)講的確實(shí)是一大堆很奇怪的東西，包括粒子的出現(xiàn)和消失，當(dāng)然粒子比小行星小多了。

物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）曾經(jīng)說過，所有人都需要明白，量子物理學(xué)就是雙縫實(shí)驗(yàn)（編者注：在量子力學(xué)里，雙縫實(shí)驗(yàn)是一種演示光子或電子等微觀物體的波動性與粒子性的實(shí)驗(yàn)）。

在實(shí)驗(yàn)中，一個帶負(fù)電荷的單電子（即一種亞原子粒子）可以同時(shí)通過兩條狹縫，這是一個非常神奇的現(xiàn)象。這是因?yàn)榱Ｗ邮前床ㄐ芜\(yùn)動的，可以這樣想象一下：一股水波總是會激起兩條水痕。

雖然電子按波形運(yùn)動，但有個問題，在實(shí)驗(yàn)中，如果在狹縫前放置一個探測器，電子就不再像水波那樣運(yùn)動了，它又變成了一個粒子，太奇怪了。

量子應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的好處

但這種現(xiàn)象應(yīng)用于計(jì)算機(jī)可以帶來一些好處。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中，比特（bit，計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的最小單位）的值可以是1或0。

量子比特（qubit）是量子計(jì)算的基本單位，它的值可以同時(shí)是1，也同時(shí)是0，也可以是介于這二者之間的任何值。

量子比特還有其他一些用途，但這種多個同時(shí)存在的值可以讓量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行得更快。一臺64比特的量子計(jì)算機(jī)可以計(jì)算出大約18的18次方個值。如果一臺傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)每秒可以計(jì)算20億個值，那么大約需要300年才能計(jì)算完這個數(shù)值。

大家可以想象一下量子計(jì)算機(jī)的速度有多快。

量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

麻省理工學(xué)院今年再次把量子計(jì)算列入“十大突破性技術(shù)”名單，是因?yàn)楣雀枘腹続lphabet （GOOGL）制造的53比特的量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行了一次計(jì)算，大約只需要3分鐘，而同樣的計(jì)算量傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要1萬年。

量子的優(yōu)越性得到了證明，這太好了，那么消費(fèi)者什么時(shí)候可以購買量子臺式機(jī)？Alphabet什么時(shí)候可以通過量子業(yè)務(wù)大幅提高銷售額，從而讓投資者愿意推高該公司的股價(jià)呢？

微軟的量子業(yè)務(wù)

還沒這么快。

“量子比特還不是很可靠，量子計(jì)算機(jī)有噪音?！蔽④浟孔邮紫芯繂T斯蒂芬·喬丹（Stephen Jordan）告訴《巴倫周刊》。研究人員還在對硬件進(jìn)行研究，例如超導(dǎo)量子比特（superconducting qubits）、捕獲離子量子比特（trapped-ion qubits）和拓?fù)淞孔颖忍兀╰opological qubits）。

在這些量子比特之間進(jìn)行選擇可不像選擇beta還是選擇VHS、或者選擇Mac還是PC那么簡單，因?yàn)楝F(xiàn)有計(jì)算機(jī)的底層硬件都是一樣的，都100%可靠，喬丹稱。

業(yè)界仍在研發(fā)硬件?！盀榱藴p少噪音，通常需要把量子比特串在一起，來構(gòu)成一個能夠進(jìn)行計(jì)算的量子比特。”微軟量子研究主管赫爾穆特·卡茨格拉波爾（Helmut Katzgraber）解釋說。

英特爾也要進(jìn)軍量子領(lǐng)域？

微軟是以軟件聞名的，也許這意味著量子計(jì)算行業(yè)需要的是英特爾（INTC）的量子業(yè)務(wù)，讓該公司生產(chǎn)出帶有10億個晶體管的量子版本的硅芯片（晶體管可以存儲1個比特——1或0——作為信息）。

對于卡茨格拉波爾來說，量子比特硬件行業(yè)好比FPGA （field programmable gate arrays，現(xiàn)場可編程門陣列），它是一種集成電路，可以組成ASIC （application-specific integrated circuits，應(yīng)用型專用集成電路）。

Xilinx （XLNX）生產(chǎn)FPGA，該公司的供應(yīng)來自臺積電（TSM）等公司，而臺積電的硅則來自Lam Research （LCRX）等公司。

現(xiàn)在已經(jīng)存在著一條量子價(jià)值鏈。霍尼韋爾（HON）可以制造捕獲離子量子比特，目前這家公司是投資者最容易接觸到的量子供應(yīng)商。

量子未來

但是硬件并不一定要先于軟件和應(yīng)用程序誕生。

“我們以前也經(jīng)歷過計(jì)算機(jī)的創(chuàng)造，”卡茨格拉波爾說，“我們現(xiàn)在正在同時(shí)進(jìn)行軟件和量子比特整個過程的創(chuàng)造。”

這有助于加快研發(fā)速度，但并不意味著類似量子智能手機(jī)這樣的產(chǎn)品很快就會問世，反正不會像從大型機(jī)轉(zhuǎn)向臺式機(jī)、從筆記本電腦到iPhone那么快。量子計(jì)算看起來可能會有些不同?！斑@些（系統(tǒng)）將被放置在云數(shù)據(jù)中心?！眴痰ふf。

有了硬件，接下來就是應(yīng)用程序。一個殺手級的量子應(yīng)用程序?qū)⒂兄跀U(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的知名度?，F(xiàn)有的量子技術(shù)已經(jīng)在一些領(lǐng)域發(fā)揮著影響。微軟量子應(yīng)用程序團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人朱莉·洛夫（Julie Love）告訴《巴倫周刊》，從交通信號燈優(yōu)化到化工生產(chǎn)的工業(yè)催化劑等領(lǐng)域都在嘗試使用量子技術(shù)。

量子股票

現(xiàn)在，量子是科技的未來。谷歌、微軟、IBM （IBM）和亞馬遜（AMZN）都有意開展量子業(yè)務(wù)?；裟犴f爾也涉足了這一領(lǐng)域。但現(xiàn)在還很難把這些股票作為量子投資主題去看待。

超導(dǎo)體制造商在提交給監(jiān)管機(jī)構(gòu)的文件中也很少談到量子計(jì)算。目前超導(dǎo)體只是一個價(jià)值20億美元的產(chǎn)業(yè)。

但對于投資者來說，量子計(jì)算仍然是一項(xiàng)值得關(guān)注的投資。

（《巴倫周刊》英文版2020年8月3日）