量子计算公司已分为两大阵营
光子盒研究院出品
包括IBM、谷歌在内的大部分量子计算公司希望在量子计算发展早期就实现应用，即使用NISQ(含噪声中等规模量子)计算机执行一些简单任务，目前这些公司正在积极开展概念验证活动。
但江湖上还有另一派，2016年成立的硅谷量子计算公司PsiQuantum从成立以来就只朝着一个目标前进，即跳过NISQ阶段直接实现百万量子比特的容错量子计算机(FTQC)。该公司累计融资6.65亿美元，孤注一掷地投向基于光子的量子计算机。
最近PsiQ再次强调了NISQ不是一个好的选择。该公司创始人之一、现任首席科学官Peter Shadbolt直言不讳地说，目前对NISQ计算机的关注是一条有趣但最终是错误的道路[1]。
此前，没有一家量子计算公司选择与PsiQ相同的策略，但现在，半导体巨头英特尔似乎也加入了这一阵营。Quantum Computing Report从APS三月会议上获知，英特尔认为有用的量子计算还有很长的路要走，他们不打算提供针对NISQ应用的产品[2]。
Peter Shadbolt认为，NISQ系统并不能提供很好的服务。他说：“传统的超级计算机已经非常好了。你必须做一些阶跃变化，你不能以5个、10个、20个、50个量子比特递增到100万的方式。这不是一个好策略。但是说我们计划从0跳到100万也是不准确的。我们正在建设一整套越来越大的系统。这些系统使我们能够验证控制电子设备、系统集成、低温技术、网络等。但我们没有花费时间和精力，试图把它们装扮成它们不是的东西。我们不必拿这些东西去拼命从没有任何计算价值的东西中提取计算价值。拼命提取计算。我们能够将这些中间系统(NISQ)用于我们自己的学习和发展。”
PsiQ创始人之一、现任首席科学官Peter Shadbolt
Shadbolt解释说：“如果你为NISQ计算机编程，你会很快陷入硬件的泥潭。你会尝试寻找捷径，来应对你可以支配的门太少的事实。所以，为NISQ计算机编程是一项有趣的、刺激的智力活动，我自己也做过，但它很快就会变得有点孤立，你必须选择一个赢家。现在正在发生变化，人们开始为纠错量子计算机编程，而不是为NISQ计算机编程。这是一个可喜的变化，整个领域都在发生变化。”
不同于NISQ的编程困难，“有了容错功能，你就可以开始在一个与硬件无关的容错门集中编程，而且处理起来要简单得多。这意味着你在容错机制中对算法进行的优化在很多情况下与你在NISQ机制中进行的优化相反，”他说。
与PsiQ坚定地反对NISQ不同，英特尔并没有这么激进。他们认为量子技术的发展仍处于非常早期的阶段，不打算在短期内为终端用户提供云访问。主要系英特尔提供商用量子产品的商业模式还没有完全确定。他们有很多选择，包括出售单个芯片，向原始设备制造商提供量子计算机整机，与云提供商合作，甚至自己成为云提供商。但仍有许多技术开发工作需要完成，量子生态系统肯定会在未来几年发生巨大变化。因此，对他们来说，最好是在短期内保留选择权。
英特尔正在利用300mm晶圆生产硅自旋量子比特
从某种意义上说，微软也采取了类似的策略。他们十几年来都在研究拓扑量子比特，理论上这种技术极具稳定性，因此拓扑量子计算机本身就是一台容错量子计算机，虽然近年来微软时常宣布新的突破，但这种机器也是短期内无法实现的。或许正因为有了相同的愿景，微软才选择了投资PsiQ。
尽管PsiQ说了跳过NISQ阶段的太多好处，但这种策略也存在风险。
目前实现量子计算机硬件的方式多种多样，包括IBM、谷歌的超导电路，霍尼韦尔、IonQ的俘获离子，微软的拓扑量子比特，英特尔的半导体量子点，PsiQ、Xanadu的光子，以及Pasqal、QuEra的中性原子，等等。
目前这些技术路线还未拉开差距，但如果未来几年出现一种优势明显的技术，或者公司本身选择的技术在未来遇到重大挫折，由于已经砸进大量资金，再想掉头恐怕并不现实，特别是对于创业公司。
另一个风险则是，选择跳过NISQ阶段的公司一旦推出量子计算机，市场上是否有适配这种机器的软件和算法？这也是为什么对于量子计算感兴趣的企业从现在开始准备的原因，如果等到容错通用量子计算机实现后才着手开发应用程序，可能就失去了竞争优势。因此NISQ的好处是可以随着硬件的发展不断迭代应用程序。
PsiQ也深知闭门造车的弊端，因此，尽管他们不对外提供量子计算服务，但他们也在积极与相关企业进行联合研究，例如最近宣布的与梅赛德斯-奔驰的合作。
目前，选择渐进式发展的量子计算公司大多都在开发硬件无关的软件、算法，未来不管哪种技术路线最终获胜，这些公司都将获得收益，只是大和小的区别，相当于是一种对冲。例如微软即使永远不能开发出拓扑量子计算机，也能凭借其在软件开发、云平台服务方面的布局而分得一杯羹。相比之下，PsiQ可能是孤注一掷的赌博。
但我们无法判断哪一种是更好的策略，毕竟未来会发生什么，谁知道呢？
我们再来看看中国的情况。近年来，中国科技领域流行“沿途下蛋”的说法，量子信息科技自然也不例外。这实际上与IBM、谷歌的策略相同。
中国科学技术大学的陆朝阳教授指出，量子计算领域目前正处于泡沫期的上升期，为了避免过高的期望可能会带来的寒冬，相关科研应采取分步走、沿途下蛋的方法。他认为，下一个最快下的“蛋”可能是NISQ应用。量子计算最有前途的近期应用应该是研究量子物理系统本身——多体问题、量子化学和量子材料[3]。
据光子盒了解，围绕“祖冲之号”研究团队开发的量子芯片，国盾量子和中国科学技术大学开发了超导量子计算操控系统ez-Q Engine，中科院软件所和弧光量子开发了量子计算编程软件isQ-Core，以及国防科技大学、华东师范大学联合团队开发了“青果”(Quingo)量子编程语言。
祖冲之二号量子计算芯片
至此，在各方团队的努力之下，围绕“祖冲之号”研究团队开发的量子芯片已经完成基础层和开发层的搭建，为量子计算的实际应用奠定了坚实基础。
另外，本源量子计算公司已经完成全栈式布局，从硬件、软件到云平台一应俱全，而且率先建设量子计算产业联盟，目前已在教育、金融、化学、流体力学、大数据、人工智能、信息安全取得一定成果。
可以说，中国的研究团体几乎都选择了渐进式的发展模式，这在一定程度上代表了中国人的中庸哲学。
最后留一个互动话题：对于目前量子计算领域出现的两种趋势，渐进式vs阶跃式，你认为哪种方式更好？欢迎在评论区留言！
参考链接：
[1]https://www.hpcwire.com/2022/04/21/psiquantums-path-to-1-million-qubits-by-the-middle-of-the-decade/
[2]https://quantumcomputingreport.com/a-look-at-intels-quantum-computing-efforts/
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/PtaLHlXEsJmF6vc4C6oyYw
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