電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）在亞馬遜的“AWS re:Invent 2023”活動中，其云計算部門AWS宣布推出兩款新的自研芯片，分別是Graviton4和Trainium2。對于這兩款芯片，電子發(fā)燒友網(wǎng)都進行了跟蹤報道，其中本文將重點聚焦AI量子芯片——Trainium2。

同時，基于Trainium2芯片的發(fā)布，我們不僅會聯(lián)想到數(shù)日前的新聞：阿里達摩院裁撤量子實驗室，實驗室以及儀器設備均捐給浙大。那么兩則新聞綜合來看，量子計算在當前這個時間節(jié)點對于企業(yè)而言，還是好生意嗎？

亞馬遜的量子芯片Trainium2

Trainium2是亞馬遜量子運算團隊的最新成果，主要在量子糾錯方面有很大的改變。亞馬遜計算部門資深副總裁Peter DeSantis在介紹Trainium2芯片時表示，亞馬遜量子運算團隊在量子糾錯有重大的進展，以邏輯量子位元的方式，將比特翻轉（Bit-flip）與相位反轉（Phase-flip）錯誤分開，從而推出了Trainium2芯片。

按照Peter DeSantis的描述，Trainium2芯片采用被動糾錯方法，可將錯誤率降低100倍，即千分之一的錯誤率“0.1%”；另外，硬件過熱現(xiàn)象相對預期減少6倍。和上一代產(chǎn)品相比，Trainium2芯片能夠帶來4倍的性能提升和2倍的能效提升。

在亞馬遜的規(guī)劃里，Trainium2芯片類型的量子芯片將能夠為人工智能模型訓練帶來巨大的性能提升，除了支持傳統(tǒng)的OpenAI ChatGPT等人工智能聊天機器人及其競爭對手運行的基礎模型，還會有初創(chuàng)公司Databricks和OpenAI的競爭對手、亞馬遜支持的Anthropic基于Trainium2芯片做新的模型架構，這預計也將帶來4倍的模型性能提升。

不過，上述很多都是預期效果，正如Peter DeSantis自己談到的，Trainium2芯片雖然在量子糾錯方面有重大的進展，但現(xiàn)在量子計算依然處于“非常早期的階段”。

阿里達摩院裁撤量子實驗室

和亞馬遜這邊鑼鼓喧天形成強烈對比的是，就在日前，阿里達摩院向媒體確認，阿里達摩院裁撤量子實驗室，實驗室以及儀器設備均捐給浙大。對于實驗室人員的去留，阿里達摩院并沒有公開回應，不過浙大方面表示會接受一部分實驗室相關人員，最終原則還是雙向選擇。

根據(jù)此前的傳聞，由于預算及盈利等原因，阿里巴巴達摩院量子實驗室或已解散，并裁減多名員工。對于這則傳聞，阿里達摩院沒有藏著掖著，很快就確認了實驗室裁撤的消息，不過人員安排沒有給出官方回應。

這則消息多少讓人有些唏噓，2022年量子計算作為阿里達摩院的重點項目，并在該年度公布了重大積極進展。2022年6月28日，達摩院開拓新型量子比特平臺的研究，在全球物理學頂刊《Physical Review Letters》最新第129期上發(fā)表，并被選為“編輯推薦”文章。

《Physical Review Letters》期刊評議認為，達摩院成果在新型比特fluxonium的單一系統(tǒng)中實現(xiàn)了與主流transmon量子比特可相匹敵的高精度，可視為該領域一里程碑，也必將激發(fā)未來更多fluxonium及其他超導量子平臺的研究創(chuàng)新。

2015年，阿里達摩院量子實驗室前身“量子計算實驗室”正式成立，由阿里云和中國科學院共建。成立不久后，2017年9月，實驗室就挖來了世界頂級量子計算科學家、密西根大學終身教授施堯耘，主要推進量子計算落地。

2017年，阿里達摩院正式成立，在成立一周年的2018年云棲大會上，時任阿里巴巴CTO張劍鋒表示，“達摩院正在準備建立自己的量子實驗室，并準備在未來2-3年內(nèi)開發(fā)量子芯片，希望量子計算能與阿里巴巴的平臺進行融合。”

到2021年，僅用了短短幾年時間，阿里達摩院在杭州、北京、上海、新加坡、以色列、西雅圖、硅谷等全球8個地區(qū)設立了研究中心，延攬知名高校教授30多人、IEEE Fellow 級別科學家10多人，阿里達摩院量子實驗室是主要成果之一，也是重點項目。

然而，目前在阿里達摩院官網(wǎng)，量子實驗室的信息已經(jīng)被清空了，連同招聘信息也一同下架了。在阿里達摩院量子實驗室此前的規(guī)劃中，預計到2025年，量子模擬將達到當今世界最快的超級計算機的水平，初步應用于一些目前無法解決的重大科技難題。后面還有2030年規(guī)劃。不過，現(xiàn)在只能期盼浙大繼續(xù)這項偉大計劃了。

一些人將阿里達摩院裁撤量子實驗室形容為“民企科研的眼淚”，倒是也算形象，面對量子計算這種長周期、高風險、高投入、高回報的項目，受制于市場的壓力和競爭的激烈，阿里巴巴此時放棄定然有無奈和無力感，但畢竟曾經(jīng)擁有，也算是可歌可泣。

量子霸權雖好，但時機未到

在量子計算領域，有一個很霸氣的名詞叫量子霸權——代表量子計算裝置在特定測試用例上表現(xiàn)出超越所有經(jīng)典計算機的計算能力。當然，在國內(nèi)更喜歡叫量子優(yōu)越性。

2019年，谷歌宣布自己率先實現(xiàn)了量子霸權。2020年初，阿里達摩院量子實驗室通過量子電路模擬器太章2.0模擬了谷歌宣稱實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的量子電路。隨后在2020年底，達摩院量子實驗室將這些研究成果和案例進行了開源。

同樣在2020年底，中國科學技術大學潘建偉院士團隊公布成功建造76個光子的量子計算機“九章”。一經(jīng)面世就震驚了世界，九章量子計算機在高斯玻色取樣速度對比中，僅僅用了200秒就完成了超級計算機“富岳”需要6億年完成的計算任務。也就是說，九章量子計算機比超級計算機快了100萬億倍！

2019年—2022年可以說是全球量子計算發(fā)展的黃金4年，一大波企業(yè)和科研院所進入這個領域，并陸續(xù)取得了世界領先的成果。就像阿里達摩院量子實驗室，這期間該實驗室完成了Lab-1、Lab-2兩座硬件實驗室的建設，并于2022年3月在fluxoniu量子芯片上，實現(xiàn)了單比特操控精度和兩比特iSWAP門操控精度全球同類最佳的成績。

更讓行業(yè)歡呼的是，2022年諾貝爾物理學獎，獲獎者是阿蘭·阿斯佩克特（Alain Aspect）、約翰·克勞瑟（John F. Clauser）、安東·塞林格（Anton Zeilinger），表彰他們通過光子糾纏實驗，確定貝爾不等式在量子世界中不成立，并開創(chuàng)了量子信息這一學科。

無論是量子霸權，還是量子控制，或者是諾貝爾獎，這些工作實現(xiàn)之后定然會有喜悅，但是當整個產(chǎn)業(yè)抬起頭去看，發(fā)現(xiàn)未來的路依然充滿荊棘且長路漫漫。

2023年資本開始變得謹慎，根據(jù)The Quantum Insider數(shù)據(jù)，2023年上半年全球量子計算企業(yè)融資的規(guī)模僅為500億元，不足去年同期1200億美元的一半。

從實現(xiàn)時間點來看，包括IBM研究院院長達里奧·吉爾（Dario Gil）基本認同，量子計算爆發(fā)最少也要到2030年之后，2050年可能才會出現(xiàn)真正的規(guī)模效應。美國波士頓咨詢公司發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，預計到2050年量子計算機會有望創(chuàng)造出8500億美元的利潤。波士頓咨詢公司的預期是，全球需要在2040年之后才能體會到量子計算。

總結而言，量子計算是一個長周期的項目，并且資金需求量極大。波士頓咨詢公司在報告中指出，量子計算的第一推動者是政府，目前美國處于第一梯隊，中國、英國和歐盟處于第二梯隊。

圖源：波士頓咨詢公司

第二推動者是企業(yè)，美國無論是巨頭企業(yè)，還是初創(chuàng)企業(yè)也都處于領先位置。美國擁有全球最多的量子計算初創(chuàng)企業(yè)，且美國的初創(chuàng)公司在這一領域有大量投資。當然，國內(nèi)的華為、騰訊、百度這些巨頭也都有自己的量子計算實驗室。

另外，波士頓咨詢公司發(fā)布的一項數(shù)據(jù)值得關注，國內(nèi)的量子計算圈子更加封閉，大約80%以上的投資都是來自國內(nèi)。近一段時間，國內(nèi)資本投資明顯轉冷，量子計算這種長期項目估計會率先受到?jīng)_擊。

結語

總體而言，量子計算已經(jīng)體現(xiàn)出自己的優(yōu)越性，因此這項技術會是全球主要國家和地區(qū)競爭的焦點，且會是一場持久戰(zhàn)。不過，量子計算長線的大規(guī)模投資，對于現(xiàn)階段國內(nèi)企業(yè)而言確實是一個不小的負擔，如果企業(yè)想保證盈利，此時果斷摒棄量子計算項目也不失為一個好選擇，在后續(xù)的二三十年里，可以再選擇合適機會入局。