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戴尔、AMD、IBM正逐鹿量子未来

光子盒研究院 光子盒 2023-11-30
光子盒研究院


量子计算究竟是怎么回事?企业是应该“跳进游戏”还是尽可能快地远离它?
“人们普遍同意的一个更有趣的观点是,量子计算必须做得更多、而不是简单地加快我们已经做的任务。量子应该解锁净的新工作负载;如果没有,那么我们就不应该从事这个行业。”IBM公司量子合作伙伴与联盟副总裁Aparna Prabhakar。
在量子计算向前发展的过程中,甚至出现了一种轻松的戏谑:即如何看待“经典”计算;没有疑问的是,人们对量子计算的兴趣正在迸发
“在戴尔,我注意到,大约三年前,当我与我们的战略客户交谈时,也许每10人中就有一人问我量子计算;大约两年前,是五分之一;但现在,肯定超过了一半;我还不能说是全部,但几乎是我们所有最具战略意义的HPC客户。”戴尔公司HPC和AI技术战略家Jay Boisseau如此表示。
在2022年底的“华尔街HPC+AI会议”上,IBM和Strangeworks以及传统计算强国戴尔和AMD小组讨论了公司的量子相关布局。
大型超级计算中心也在掀起量子热潮。国家能源研究科学计算中心(NERSC)曾对他们的工作负载做了快速评估,估计他们一半的工作负载可以通过量子大大加速。如果这个问题是一个量子问题,那么从理论上讲,可以让量子计算机更好地解决这个问题。Boisseau说:“事实证明,我们的许多有趣的研究问题不再是原子层面的,而是量子层面的。”

人们的期望值确实在快速飙升。
例如,摩根大通已经大举进军。在量子领域,JPMC一直忙于围绕优化、机器学习、自然语言处理开发量子算法;他们有一个量子工程团队,由Marco Pistoia管理并担任应用研究和工程部主管。JPMC认为,量子信息科学不是一个好学的领域,而是一个必须学习的领域;它将颠覆许多现有的做法、并引入新的做法。
我们要清楚的是,没有人认为量子计算已经准备好在今天进入黄金时代。但越来越多的人认为,它将很快为至少几个“狭窄的”应用做好准备:优化、模拟、机器学习......那些已经参与竞争的公司认为,采取慢工出细活的公司将被甩在后面。
Strangeworks公司创始人兼首席执行官William Hurley认为:“如果你打算采取观望态度,可能会被一些使用量子计算的竞争力量击垮;我喜欢把2023年想成是1963年:在1963年时,集成电路已经开始发挥作用。我认为2023年,随着像IBM这样的公司能够在一段时间内增长的量子比特的数量(他们已经从17个量子比特增长到了433个)这是一个新的万亿富翁将被制造出来的时间段。”
毫无疑问,IBM和Strangeworks对量子是全身心投入的
IBM正在追求完整的量子计算堆栈,并将自己定位为企业必不可少的量子计算合作伙伴。过去的一个月内,IBM曾先后推出了10万比特量子计算机的宏伟蓝图,和量子计算实用性的实验证明(虽然一周后就被证伪);目前,IBM仍拥有全球比特数目最多的量子计算芯片Osprey(433Q)和庞大的量子社区Qiskit。

IBM的长远眼光开始得到回报了吗?
Prabhakar曾表示,“2016年开始,我们把自己的职业生涯押在它上面;今天,我们的生态系统中有190个客户,其中有相当数量是政府。我们的生态系统中还有私人机构和大约20家企业,以及大约30至40家初创企业。问题是我们的资源有限,从金融的角度来看,尽管有了这么多知识产权,我们仍然需要创造:在这个领域有非常多的未知数,包括商业影响和技术影响。”
现在,IBM有大约43万用户,已经运行1.3万亿次的系统执行;有22个系统,整个团队都专注于使量子成为现实并推进量子计算机的发展。
Strangeworks成立于2018年,今年3月,总部位于美国德克萨斯州的Strangeworks则刚刚完成了由日立子公司Hitachi Ventures牵头、IBM、Raytheon Technologies等巨头投资的2400万美元A 轮融资。Strangeworks将其核心团队扩大了 40%,并将能够提供超越量子计算的更广泛的技术,包括量子启发算法、高性能计算和人工智能。

AMD的量子布局则更谨慎。
根据公开消息,这家总部位于加州的半导体公司仅在2021年申请了两项量子专利:用了传统的多SIMD(单指令流多数据流)方法的量子计算架构,和用于含噪声中等规模量子计算时代的变异感知量子比特运动方案。
AMD提出的量子架构
AMD认为,摩尔定律并没有死,他们正在寻找方法推动晶体管密度、提高能源效率;所以,传统计算机还有一段路要走。AMD 数据中心解决方案集团架构与战略公司副总裁 Robert Hormuth曾说:“我确实同意量子将在HPC中共存;不过,它只是另一种加速器。”
关于量子投资,Hormuth则认为大额投资并不总是意味着成功。“业界有很多例子,有另一个非x86的64位架构投资了数十亿、数十亿、数十亿,最后却无法成功。这在表面上看起来很好,但实际却无法运转。”
“数10亿美元的资金并不意味着成功,因为有一些大的商业公司在产品线上投资了200-300亿美元,但却无法使它们商业化。当量子只在象牙塔里、学术界或政府,而政府所关心的只是破解RSA。那是一个商业上可行的成功吗?我不知道。"
从某种意义上说,所有量子计算都是混合型的:需要经典计算机来处理量子计算机的输入和结果。但除此之外,大多数观察家认为大多数量子计算将是混合型的,涉及到将程序分割成碎片、在纳入最终结果之前在适当的量子或经典资源上进行解决。
在今天的NISQ计算机时代,混合架构通常以GPU和QPU为中心——量子只是HPC世界的一部分。
这并不奇怪,Boisseau指出:“HPC的意思就是高性能计算;因此,量子将成为高性能计算的一个分支。”
确实如此,但鉴于量子计算正处于早期阶段,人们很容易对“混合”的含义感到困惑。
“必须小心使用‘混合’这个词,一些硬件制造商正在采取经典和量子处理器、并将它们撞成混合体,所以它们都是一个东西。其他人则使用经典的基础设施,与AMD和英伟达等公司的GPU一起在量子机器旁边工作。Hormuth认为必须非常谨慎,因为每一种都有延迟问题。
现在是什么样子的呢?
Hormuth表示,“我们有几个客户使用GPU,甚至模拟计算与量子计算组成一个链条。他们有一些正在做的工作只有量子处理器可以做,通常情况下,这看起来像经典的GPU和量子QPU。”
她进一步指出,“我们正在提出无量子服务器的概念。现在HPC正在考虑无服务器(Serverless)的概念,以及如何广泛引入这一概念,我认为量子与此有很好的交集。我们正在研究如何做到这一点,并与国家实验室的HPC同行合作,思考量子无服务器架构到底意味着什么?”
“当你想到CPU的时候,你会想到GPU吗?你如何看待QPU,你的量子处理单元在这个范式中的作用?”

AMD可以成为一个组件供应商。“从AMD的角度来看,我们一直是基于芯片的技术的领导者,如果有一个量子芯片出现,使之有意义地集成到传统的经典计算机中,我们将持续沿着这个旅程。”
即使是戴尔——一家传统的经典计算公司也绝对接受了进入量子的需要。如今,戴尔的研究人员已经与IBM、IonQ合作。“我们认识到,我们不是制造原生量子计算硬件的公司,就像我们不制造AMD的处理器一样。但我们为客户提供解决方案,并认识到这些未来的解决方案将以某种方式涉及量子。”

正如量子计算可以为科技巨头创造进入新市场的机会一样,它也为竞争对手创造了将目标锁定在科技巨头目前占据主导地位的服务领域的可能性。
科技巨头很清楚这一点,它们可能已经在计划如何将量子计算整合到多个产品线中。例如,谷歌最终可以利用量子计算来改进各种产品,如搜索、广告、谷歌助手、地图、Data Studio等等。

而对于更多量子用户的一个关键问题是:如何开始?
IBM认为,“从我们的量子网络的经验来看,通常从企业端开始的方式是有一个冠军。接下来会有很多资源,这些资源是免费的、可以获得的,然后就可以开展广泛的业内合作。”
也要弄清楚什么是炒作,因为围绕量子有很多炒作、可能很快就会走上错误的轨道。“所以,我们要清楚地知道,量子有短期的好处、有专利可得、有知识产权可做、有科学发现。我们(IBM)属于乐观派,认为在未来一两年内将有更多使用案例出现。”
令人激动的是,科技巨头们正加大在这一领域的资金投入。在AMD、戴尔科技、惠普、IBM、英特尔等公司发布的2023年投资展望中,他们也表示,IT投资资金将更多地集中在数据和作为服务产品到人工智能和量子计算创新。

“我们继续在量子计算方面取得稳步进展,”IBM的首席执行官Arvind Krishna说:“在我们目前云端的127量子比特量子计算机的进展基础上,我们最近公布了我们迄今为止最强大的量子成就;一个名为IBM Osprey的433量子比特处理器。这将帮助我们推进我们的路线图,在今年提供一个1000多量子比特的系统,在2025年提供一个4000多量子比特的系统。”
这些投资将是值得的:未来,量子计算机可能成为广泛行业的摇钱树。波士顿咨询公司估计,一旦量子优化技术成熟,仅在金融、物流和航空航天领域的应用就能产生高达2200亿美元的年收入。
量子计算将在各个市场创造的价值。来源:BCG
毋庸置疑的是,这对于科技巨头们将是一个机会。他们将希望利用这一“量子优势”,为此前难以进入的市场开发产品,并成为行业现有企业的重要合作伙伴。 
参考链接:[1]https://www.dell.com/en-us/dt/what-we-do/index.htm[2]https://www.hpcwire.com/2022/10/12/jpmorgan-chase-bets-big-on-quantum-computing/[3]https://thequantuminsider.com/2021/09/08/amds-patents-signaling-a-deeper-commitment-to-quantum/[4]https://www.cbinsights.com/research/report/big-tech-quantum/?utm_source=CB+Insights+Newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=newsletter_general_sat_2021_12_25&utm_term=block-1&utm_content=research-public

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