11位頂級專家共同預測2023年量子領域發(fā)展趨勢 _量子計算機

截至2022年8月末量子計算人工智能，量子計算領域取得了大量令人欣喜的技術成果和商業(yè)化應用實踐進展。面對即將到來的2023年年，以及作為量子計算行業(yè)重要“發(fā)展拐點”的2030年年，何時才會徹底實現(xiàn)量子糾錯？量子計算機將如何實現(xiàn)更多商業(yè)化應用？公司、政府、組織又將如何正確應用量子計算……最近，福布斯采訪了全球11位量子領域的代表性科學家和領軍者，整理成一份全面的量子信息科學及量子計算（QIS/QC）發(fā)展趨勢預測的清單。
D-Wave首席執(zhí)行官Alan
2023年：
1.量子計算開始商業(yè)化（具體表現(xiàn)在：客戶、收入、產(chǎn)品）。
2.量子經(jīng)典混合優(yōu)化應用開始投入生產(chǎn) 。
3.“待糾錯的NISQ系統(tǒng)不會提供商業(yè)價值”的觀念將被廣泛接受。
到2030年：
1.可擴展、可容錯的門模型量子計算機將開始出現(xiàn) 。
2.“殺手級應用”正在出現(xiàn) 。
3.量子計算將成為未來商業(yè)的主流技術，將會像云計算或AI一樣出現(xiàn)在每張CIO/CTO的路線圖上。
首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Weidt
2023年：
1.將重點轉向支持量子計算硬件的識別方法，以擺脫NISQ的限制，并利用當前的工程技術真正達到民用規(guī)模。
2.隨著大眾在普遍提高由量子計算帶來的數(shù)據(jù)安全認知， QKD（包括片上QKD在內）的應用將會飆升。
3.我們將看到政府通過投資和國家保護機制，在量子計算領域的參與顯著增加。
2030年：
1. 量子計算將達到商用規(guī)模，為終端用戶提供轉型能力。
2. 量子計算將廣泛應用在各行各業(yè) ，并落地足以改變生活的產(chǎn)品，給市場帶來顛覆性變化。
3.我們將迎來第一次“量子戰(zhàn)爭”，各國將使用量子計算機來保護國家安全和維護國際利益，世界秩序將發(fā)生變化。
威斯康星大學麥迪遜分校物理學教授、威斯康星量子研究所所長、量子信息首席科學家Mark
2023年：
1.錯誤率低于閾值的研究繼續(xù)取得進展。
2.量子傳感器與小型量子處理器的結合將發(fā)揮量子優(yōu)勢。
3.中性原子將成為可擴展通用量子計算機。
2030年：
1.具有100個邏輯量子比特的量子計算機將發(fā)揮超越經(jīng)典計算的能力。
【11位頂級專家共同預測2023年量子領域發(fā)展趨勢】2.廣泛部署安全的量子通信網(wǎng)絡。
3. 將出現(xiàn)獨立于GPS運行的量子增強型慣性導航系統(tǒng) 。
德克薩斯大學奧斯汀分校計算機科學教授、ACM計算機獎獲得者 Scott
2023年：
1.量子優(yōu)勢在近期研發(fā)的設備上得到驗證。
2.量子糾錯的實驗取得進展。
3.發(fā)現(xiàn)更有效的糾錯控制編碼和容錯方案。
美國能源部量子科學中心副主任、橡樹嶺國家實驗室杰出科學家、實驗室量子計算研究所所長
2023年：
1.量子信號處理算法的實驗演示。
2.量子處理器糾錯能力實現(xiàn)快速增長。
2030年：
1.運行容錯量子計算系統(tǒng) 。
2.低溫集成量子計算和具有局部量子網(wǎng)絡的高性能計算系統(tǒng)（HPC）得以發(fā)展。
滑鐵盧大學量子計算研究所聯(lián)合創(chuàng)始人、-Safe 和創(chuàng)始人、量子安全網(wǎng)絡安全公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Mosca
2023年：
1. 量子網(wǎng)絡漏洞掃描和風險評估成為網(wǎng)絡風險管理人員和IT采購的最佳實踐措施。
2.增加終端用戶（面臨計算挑戰(zhàn)）與量子軟件公司的互動，以探索如何增強未來量子計算機的潛在功能。
3. 增加圍繞國家量子戰(zhàn)略的政策討論和辯論，以平衡國際合作和全球市場開發(fā)、發(fā)展國內產(chǎn)業(yè)的目標。
2030年：
1.量子安全密碼（包括后量子公鑰基礎設施和經(jīng)過認證的QKD網(wǎng)絡）部署在主要數(shù)字平臺上。
2.對容錯量子計算機日益增強的能力進行基準測試，通過容錯量子計算實現(xiàn)量子優(yōu)勢。

文章插圖

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3. 量子傳感技術影響多個垂直行業(yè) 。
創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Steve
2023年：
1.糾錯是一種必然趨勢。2023年年全球量子社區(qū)將把注意力集體轉向NISQ、糾錯量子計算。
2.量子網(wǎng)絡將加速發(fā)展。其第一個用例可能是IT安全、銀行和醫(yī)學等領域的通信安全。
3.隨著更多類型的量子比特（例如拓撲和硅）出現(xiàn)量子計算人工智能，2023年年或將揭曉哪種技術成為贏家。因此，在2023年年我們將從競爭轉向探索各種量子比特在未來量子計算生態(tài)系統(tǒng)的應用，探尋不同類型的量子比特所適合的用例。
2030年：
難以預測，預計2023年年的趨勢將持續(xù)發(fā)展很多年。
IBM量子應用研究與軟件首席研究科學家、IBM歐洲研究院經(jīng)理
短期：
1.先進的容錯技術將進一步提高當今嘈雜中等規(guī)模量子設備的性能，并為實現(xiàn)容錯量子計算機的最終目標提供一條持續(xù)的發(fā)展道路。
2.我們將很快看到量子計算機首次執(zhí)行經(jīng)典計算機難以處理的任務。同時，在緩解錯誤、算法和電路設計技術方面取得的進步，將為工業(yè)行業(yè)落地具有量子優(yōu)勢的首個應用奠定基礎。
3. 除了量子計算的前景之外，未來量子計算機還具有解密當今數(shù)據(jù)和經(jīng)典系統(tǒng)的潛力。越來越多的政府和公司將共同探索，并將后量子密碼學協(xié)議等應用到業(yè)務流程和IT基礎設施中。
長期：
1.量子硬件將在規(guī)模、質量和速度上得到顯著提升。隨著在緩解錯誤率和糾錯方面的研究，容錯量子計算機將取得更大規(guī)模的發(fā)展。
2.通過噪聲設備首次展示量子優(yōu)勢，并在構建容錯量子計算機方面取得重大進展之后，我們還將看到更多算法突破和新應用，并對商業(yè)和社會產(chǎn)生重大影響。
3.量子計算機將用于越來越多的領域，并通過云訪問加速某些任務。量子計算機的使用更加廣泛，并緊密地集成到更多服務中。對于學生、開發(fā)人員和專家來說，拓展量子知識和技能非常重要。
-South總裁、蒙得維的亞大學研究主任
2023年：
1.我們將在不同領域看到更多的量子計算概念證明用例。
2. 在工業(yè)中，特別是在空運和海運貨物物流的某些優(yōu)化應用中，量子計算或量子啟發(fā)算法將廣為人知。
3.開始研究量子硬件的混合系統(tǒng) 。尤其是具有更長相干時間的量子態(tài)，可為系統(tǒng)提供內存；另一方面，將基于光子態(tài)處理和通信。
2030年：
1.量子計算將廣泛應用于物流和產(chǎn)業(yè)組織的大型優(yōu)化問題，以及面向消費者技術的服務，如推薦系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等。
2.一些制造商將按規(guī)劃發(fā)展大型量子計算系統(tǒng) 。
3.新的混合技術（-light）將繼續(xù)作為量子計算的物理支持進行實驗開發(fā) ，并將證明其可用前景。
維多利亞大學計算機科學系教授、2023年年IEEE量子周 (QCE23) 大會主席 Hausi A.
2023年：
1.容錯量子計算與量子糾錯（QEC）得到發(fā)展，主要的量子計算公司都在熱情地致力于硬件和軟件QEC開發(fā) 。
2.不同類型的量子問題的算法解決方案中，經(jīng)典計算機和量子計算機將協(xié)作解決問題。
3.對量子計算和量子信息知識的需求急劇增加，教育機構和公司渴望在量子工程方面培訓學生和開發(fā)人員。
2030年：
1. 追求300個可糾錯的邏輯量子比特，同時具有高保真度和高穩(wěn)定性。
2.解決量子優(yōu)化問題的軟件包。
3.實用有效的分子結構上的量子模擬。
創(chuàng)始人兼印度區(qū)域總監(jiān) Oza
2023年：
1.企業(yè)開始量子化轉型，越來越多的流程將實現(xiàn)量子化。
2.量子云計算是可行的，并且正在擴展到語義網(wǎng) 。
3.量子將在新材料的配方和藥物研發(fā)中發(fā)揮重要作用，以幫助對抗當前和未來的流行病。
4.量子加密驅動的代幣經(jīng)濟開始興起，各種物聯(lián)網(wǎng)設備中的量子加密將支持新的代幣驅動應用落地。
5.量子學科將進入大多數(shù)本科學校。
2030年：
1.全球量子算法技術快速崛起。
2.政府將在電子政務中采用量子計算。
3. 2025年以后，量子計算和元宇宙等多種新興技術的融合將提供新的用例和商業(yè)模式。
原文鏈接：
編譯：卉可
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11位頂級專家共同預測2023年量子領域發(fā)展趨勢