60个量子比特超越经典超算，指甲盖大小存储整个世界！薛其坤院士：第二次量子革命来了

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  新智元报道  

编辑：梦佳、白峰

【新智元导读】在9月22日的创新之源大会上，清华大学副校长、北京量子信息科学研究院院长薛其坤院士深度剖析了未来的量子技术。指甲盖大小的存储器能够存下全世界所有的数据，第二次量子革命真的来了！

想到莫比乌斯环你会想到什么？

 

数学上，它是拓扑学的吉祥物。从宇宙空间的角度，它象征着宇宙有边无界。哲学的角度，它象征着一切对立面的交融与统一。

 

在北京量子院的上方就有这样一个巨大的莫比乌斯环，蜿蜒曲折，纵深向前，它象征着对前沿领域的不断探索和锲而不舍的思考。

           

第二次量子革命真的来了！指甲盖大小存储器存下全世界几百年的数据

处在科研革命的前夜，想象力都开始变得匮乏。量子信息技术是新一代战略性信息技术，具有真正颠覆世界的重大意义。

 

成立于2017年的北京量子科学研究院，瞄准世界量子物理与量子信息学最前沿和国家量子领域战略急需，有国内外顶级人才的加盟，代表着量子领域全球科学的最前沿。

 

在9月22日的创新之源大会上，清华大学副校长、北京量子信息科学研究院院长薛其坤院士深度剖析了未来的量子技术，并谈到了当前的量子革命。

              

「量子科学可以说是人类建立的一个最基础，也是最精确、最深奥的科学体系，大家可能经常会听到薛定谔的猫，这个猫可以是活的，也可以是死的，在测量之前没人知道，存在着一个不确定性。」

              

每一个年代都会有新的技术催生出新的革命，上世纪五十年代晶体管和半导体等技术的发展就催生了信息时代。

 

量子计算、量子通信、量子精密测量和传感技术的兴起和发展，正在推动信息技术向量子信息技术跨越，将可能导致新的技术革命。

              

「如果说第一代量子革命是认识量子世界、发展技术的话，我们人类在这个世纪初逐渐迎来一个新的时代那就是第二次量子革命」。

 

「我们可以用以前发现的量子规律主动设计一个量子芯片，大家现在常说的量子计算、量子通信，还有很多量子精密传感，都是在此基础上发展起来的技术。」薛其坤提到。

 

通用量子计算机研制比登月还难

 

量子计算机相对经典的计算机，不一样的地方，它的晶体管是一个量子体系。

 

薛院士给大家举了一个简单的例子，经典的计算机只懂0和1，大家都知道2的10次方都是1024，也就约等于10的三次方，2的60次方约等于10的18次方。现在最大的超级计算机包含4-5万CPU，每个CPU包含几十亿晶体管。按照量子力学的原理，只需要60个量子比特组成的量子计算机，就能达到经典计算机的极限算力。

               

「当然这个量子计算机的研制比人类首次登月还要困难，对做计算机、控制的人来讲这是一个极大的挑战。」

 

量子霸权谁与争锋：世界强国纷纷入主

 

大会上，薛院士提到，发展量子技术具有极强的战略意义和时代意义。今天的量子技术，就好比上世纪50年代的半导体技术。

 

2018年美国出台了量子信息科学国家战略纲要上，欧盟也出台了《欧盟量子旗舰计划》，计划到2022年，总投入6.5亿欧元。德国也出台了自己的量子技术计划，每年投入1亿元来发展，各个西方科技强国高度重视，每个国家都出台了国家层面的计划，积极参与到量子革命中来。

 

去年10月24日，谷歌用53个量子比特的计算机做了一个特殊的非通用计算任务，对一个量子随机数生成器的输出进行采样，只花了200s就完成了目前世界上最快的超级计算机一万年才能完成的任务。未来，有了量子计算机，我们将不再需要高密度芯片。 

              

逆天应用！指甲盖大小的存储器能把全世界存起来

 

现在世界上产生的数据量是40多个ZB，如果一个硬盘的存储量是1T，一个ZB相当于10亿个硬盘，现在世界上产生的数据量40多个ZB，但是这个数据怎么存下来？

 

现在量子技术有可能发挥作用。大家都知道全世界目前拥有的数据是3000个ZB，光维持数据中心需要的电费是2400亿人民币，将来大数据继续研发下去，能耗必须降下来。

 

薛院士提到，量子技术可以发挥大作用，一个原子可以存储一个比特的信息，那么指甲盖大小的存储器就可以把全世界几百年来的数据全部存下来。量子技术的应用将给高密度、低能耗的信息存储也充满了很多想象的空间。

 

未来，量子计算、量子通信、量子精密测量和传感技术将成为量子信息技术发展的重点内容，有可能引领新一轮的技术革命。

 

薛其坤总结到，量子效应的发现和应用，给信息技术带来了无限的想象空间，全球互联网将从电子时代跨越到量子时代。

 

数字孪生世界中，几十万交通场景并行测试！游戏引擎上演「头号玩家」

在AI落地应用方面，自动驾驶是AI应用最热门的领域，也是争议最多的领域。

 

作为国内互联网巨头企业，腾讯在自动驾驶方面也投入了大量资金和研发力量，而数字孪生技术是他们推动自动驾驶的秘密武器。

 

数字孪生技术，指的是在虚拟计算里复制一个现实世界，由算法工程师在其中推演未来的各种可能。简直就是头号玩家！

 

腾讯自动驾驶业务中心总经理苏奎峰介绍，做数字孪生，腾讯已经做了四年的时间。

               

数字孪生起步于自动驾驶仿真。仿真现实环境，使得自动驾驶车辆可以在近乎真实的环境里面进行自我技术迭代与升级。数字孪生的三维场景构建，不是纯粹的构建，而是结合了物理规则来还原。

 

虽然现在的摄影技术很成熟了，拿一些图像合成，也能够看到很精准很清晰的图片，但是只是一个图片，不能快速形成带有语义的环境信息，所以需要有模型来还原运行逻辑，让现实世界的一些逻辑在里面体现。

同时也需要模拟天气、物理的条件，最后在做自动驾驶的时候需要有城市级的仿真，只有支持城市级的仿真，才能够支持自动驾驶车辆进行自我迭代与技术提升。 

              

利用腾讯的游戏引擎可以打造各种各样不同的环境，比如不同的天气模拟，不同的模式（激进或保守），行人模拟等等。

       

天气模拟

       

行人模拟

 

说白了，就是在游戏环境里训练自动驾驶！

 

腾讯自动驾驶业务中心总经理苏奎峰表示，「数字孪生技术以真实数据为支撑，实现虚拟世界和物理世界的无缝互通，为自动驾驶，智能交通解决方案提供自由的试验场地，让人们预见未来交通的无限可能。」 

              

在数字孪生里，各种各样的交通状态，被切片成100s、200s交通场景，有几十万交通场景可以并行测试，同时，还有城市级的整体仿真环境，让自动驾驶测试可以在云端运转，并进行大规模并行计算，7x24小时不间断，每天的测试里程可以达到千万公里。       

自动驾驶虽然已经取得了一定成绩，但是目前，还没能真正意义理解人和周围的环境。

科大讯飞联合创始人、讯飞产投董事长徐景明认为人工智能可以分为三个阶段，计算智能、感知智能、认知智能。

「科大讯飞做的一件事情，让所有的设备能听会说，能理解会思考。」那么从这几个阶段来看，在计算智能已经取得阶段胜利，感知智能逐渐与人类媲美，在认知智能方面，还处在比较早期的阶段，与人类还是有差距的。 

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算力大爆发带来新机遇，从智算中心到云端机器人产业生态

2020是一个极其特殊的年份，AI产业化落地持续推进，同时疫情的加持也丰富了AI的全场景落地，带来了无限可能，智能化浪潮流汹涌而来。

 

创新之源大会高端对话环节，新智元创始人兼CEO杨静提到，「新基建是拉动中国智能化升级的强大引擎，未来三年新基建投资将超过34万亿。」

             

而这当中，产业互联网是数字经济增长的新基石。「中国的制造业是占50%的，但其实只有5%的AI应用场景。而我国中小微企业1.2亿个，拥有智能设备的仅有300-500万，只有3%。可见这当中， 97%的中小企业还没有AI化，智能化。所以这里面企业服务端有巨大的智能化的空间。」

 

而与此同时，AI算力和算法也在爆发的前夜，AI算力在2012-2018年间增长了30万倍以上。如此强大的算力增长将为AI应用带来新的可能，也将加速整个社会智能化的进程。

 

AI本身快速的发展，和算力的爆发给中小企业带来机遇。

 

立足中关村软件园的高新技术企业也在智能化的道路上不断求索，不断将AI的价值变现。

 

如今，企业的智能化离不开基础云计算。说到云计算服务提供商，不得不提浪潮。今年疫情期间，浪潮在服务器市场的份额特别是AI服务器的份额占据国内市场半壁江山。

浪潮信息副总裁、浪潮AI&HPC总经理刘军提到，「浪潮是做AI计算力的企业。我们希望建设一个强大可获得方便的算力平台，让我们创新创业企业能够比较容易的使用到超大计算的能力，推进AI进化。」这也就是浪潮做智算中心的初衷。

 

网易有道CEO周枫谈到，疫情让在线教育火爆，教育硬件当中也有很大的机遇。「网易做翻译技术很先进，但是一开始也赚不到钱，月活跃用户5000万，卖广告赚的钱不够付服务器的钱，所以做了有道翻译笔。」

 

达闼科技副总裁，王斌谈到，疫情期间，将公司的云端机器人快速地推向了市场。5天的时间，在武汉的方舱医院部署了十几款机器人。这个AI时代的「云端」机器人，已经具有多模态功能，包括语音、视觉、行动（物体抓取等）。

「我们达闼科技的愿景，2025家庭保姆。今后我希望我们的机器人5年之后成为家庭保姆，走入千家万户。」

              

除了企业智能化，高校也在发力将科研成果产业化。清华大学电子工程系系主任汪玉教授在大会上讲解了从科研成果向产业转化的过程。

他将整个流程分为四个阶段，从Idea到Paper是0-1，从Paper到Demo是验证，从Demo到Product，再到Industry，「所以这些环境当中是我们作为一个组织帮助老师们完善这个过程，提供正向链条下各种各样的支持，包括平台、人、场地、人，以及合作伙伴。」

有这些企业和高校的加持，中关村软件园目前已经成为北京工业互联网和产业互联网最强大的基地。聚沙成塔，聚木成林，产业的融合升级需要一个资源丰富的土壤作为支撑。

 

截止2019年底，园区2.6平方公里的土地上集聚了联想（全球）总部、百度、腾讯（北京）总部、新浪总部、滴滴总部、科大讯飞（北京）总部、IBM等700多家国内外知名IT企业总部和全球研发中心。园区总产值2870亿元，上市企业（含分支机构）65家、中国软件百强企业12家、收入过亿企业80家。

 

作为中关村软件园「科技向北」活动的重磅项目，创新之源大会在中关村软件园国际会议中心取得圆满成功，大会在指导单位中关村科技园区管理委员会中关村发展集团的指导下，由中关村软件园主办，由中关村软件园孵化器、新智元、北京银行中关村分行承办，并由中国自动化学会、讯飞创投、英诺天使等单位协办和特别支持。

 

当天，海淀区政府副区长、中关村科学城管委会专职副主任林剑华，中关村管委会主任翟立新，中关村发展集团总经理宣鸿，中关村软件园董事长杨楠，也莅临大会现场。中关村软件园总经理张金辉担任大会主持。

张金辉提到，「软件园把每年的「Z计划」暨「创新之源」大赛都看作是一次寻宝的过程，我们希望寻找到那些正要破土发芽的「金种子」。我们为409家入园企业减免3个月的房租3200万元。希望通过我们的能力，服务中小微企业更好的成长。」

值得一提的是，大会还请来了一位神秘嘉宾——搜狗AI合成主播「雅妮」，她将与现场主持人一道，和观众惊艳互动。

       

清华大学副校长、北京量子信息科学研究院院长薛其坤，科大讯飞联合创始人、讯飞创投董事长徐景明，浪潮信息副总裁、浪潮AI&HPC总经理刘军，清华大学电子工程系主任、信息科学技术学院副院长汪玉，网易集团副总裁、网易有道CEO周枫，腾讯自动驾驶业务中心总经理苏奎峰，新智元创始人兼CEO杨静，搜狗公司CEO王小川、跟谁学联合创始人、副总裁罗斌，达闼科技副总裁王斌等重磅嘉宾共享盛会。‍

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创新之源，科研之源，产业之源，有中关村软件园这样的丰沃土壤的加持，从科研到产业，再到创业投资「三位一体」，高新技术产业的发展势必能够沿着莫比乌斯环发展下去，引领下一个十年的科技浪潮。‍

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