清华学霸跨行创业,探索量子计算机的“iPhone时刻"

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原创2024-04-19 16:08
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2017年5月,科技界迎来了一则重磅消息:世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。随着技术的不断发展,2019年1月,IBM 也宣布发布世界上第一台独立的量子计算机 IBM Q System One。近年来,随着量子计算产业的热潮在全球兴起,一场围绕量子计算的全球竞赛已鸣枪开跑。

对于熟悉经典计算机的人们而言,量子计算机既熟悉又陌生。通俗来说,与经典计算机一样,量子计算机的目的也是提供算力,但两者的工作原理和优势却有很大区别。

“在算力需求不大的应用场景下,经典计算机其实更占上风。但到了算力需求较大的时候,量子计算便能带来更快、更好的结果。”量旋科技创始人、CEO项金根如是说。

虽然量子计算机还并未像经典计算机一般普及,但现阶段已有许多企业开始致力于量子计算机的产品化,量旋科技就是其中之一。自2018年成立后,量旋科技已经研发出多款小型的桌面量子计算机核心产品。

在积极培育新兴产业和未来产业的背景下,量子信息技术作为培育未来产业、构建新质生产力、推动高质量发展的重要方向之一,正在成为释放新质生产力的一种新动能。近期,南都·湾财社推出《新质·中国造》,深入千行百业,遍访湾区企业,解锁湾区新质生产力,共探高质量发展之道。本期走进深圳量旋科技有限公司,对话量旋科技创始人、CEO项金根。

“三清博士”跨行从商

本硕博都毕业于清华大学,项金根是一名典型的“三清博士”。然而,与大部分导师深耕学术不同,从小生长在浙商环境中的项金根更喜欢做产品,性格的偏好是其转战商界的主要原因。本科阶段,项金根就研发过一台小型化工业CT机,可代替大型设备进行测试,而这个产品,也为其创业期间研发便携式的桌面型产品打下了基础。

转战商界,单凭一腔热血是不够的。项金根表示,自己并不是从学术界直接转型创业者,为了积攒经验,他也曾在各大公司历练,比如世界五百强企业SAP(德国软件公司),及一些初创的公司。

创业初期,在其妻子——量旋科技联合创始人兼首席科学家曾蓓从事量子计算科研工作的影响下,两人瞄准量子计算产业化的机遇,才选择在2018年走上创业道路。

彼时,“第一桶金”也为公司的成立开了个好头。在公司注册之前,量旋科技就顺利拿到了第一笔融资。

项金根坦言,量旋科技的创业路线也一定程度上受到IBM(国际商业机器公司)的影响。2016年,IBM全球首推量子计算云平台,让量子计算真正走进大众视野,“那时我们就有了一些想法,随着公司渐成规模,现在更是打算将所有的精力都投入其中。”

随着技术的进步,量旋科技关于创业路线的想法也在不断完善。“2017年的想法是要做超导量子计算机,但实际上我们也知道面临一些困难,因为资金投入量比较大。”在项金根看来,作为一家初创公司,可能需要先做一些现实的东西让团队活下来,“比如一个可以尽快产业化的技术路线,这就是桌面型核磁量子计算机的研发思路。”

“一方面,我们的量子计算机肯定要满足大家的需求,也就是做产业化,能让大家用得上。另一方面,又必须要能够解决各种各样的场景通用问题,可以应用在各个行业。要实现这个长远的目标,最终就是要实现通用的量子计算机,这是未来的一个很重要的发展方向。”循着这个路径,量旋科技开启了行业探索之路。

实现国产量子计算机首次出口海外发达国家

据项金根介绍,由于受限于较高的入门门槛和有限的专业人才,国内从事量子计算的公司只有几十家,且大体量的公司非常少,这种情况并不利于行业发展。

“由于大家对量子计算比较陌生,所以会以为非常难懂。其实在量子计算这个名词中,计算是主语,量子只是个形容词或定语,它并没有完全用到量子力学的所有规律,我们只需要用到其中几条假设,且不需要去探究这条假设是如何来的。量子计算的入门门槛并没有那么高,大家不要被‘量子’这个词给吓到。”项金根笑言,作为从业者,他也呼吁对此这一学科感兴趣的同学不要因为名字望而却步,都可以来学习一下量子计算。

瞄准了教育级产品赛道,2020年,量旋科技发布了全球首台桌面型核磁量子计算机(2比特)“双子座”。这台小小的桌面量子计算机十分便携,定价在5万到40万之间,很快吸引了许多学校的关注。项金根表示,桌面型量子计算机的诞生正是致力于培养更多的量子计算人才。

项金根透露,目前在全球范围已经有超过100所学校与量旋科技展开合作,其中海外客户就占到了70%,包括杜克大学、滑铁卢大学、西澳大利亚大学、东京大学、奥斯陆城市大学、清华大学、复旦大学、北京理工大学、深圳中学等国内外顶尖学校。

其中,其销至挪威奥斯陆城市大学和澳大利亚西澳大学的两台“双子座”桌面型核磁共振量子计算机,更是首次实现了国产量子计算机出口到海外发达国家。

“但桌面型量子计算机还有一个缺点,就是它的比特数不够多,这意味着它的算力就不够强。要突破量子计算机高算力瓶颈,就需要更多比特,那就是另外一条路线,即超导量子计算机路线。”

项金根介绍,超导量子计算机主要面向产业级和高端的科研级客户,“比如中石油、中石化、中移动、电信等需要高算力应用场景的终端客户,以及制药研发的终端客户,还有像超算中心云平台这种算力提供者。”

其中,量子芯片是超导量子计算机中最核心的部分。项金根说,“这就像电脑里的CPU,主要提供计算功能。但只有CPU是不完整的,它还需要一个主板来进行控制。那么量子计算机也类似,除了量子芯片,我们也需要一个测控系统。”

因此,在对外销售上,超导量子计算机共有三款产品,一个是量子计算机整机,另外两款是量子芯片和测控系统,均可单卖。“量子芯片的售价与比特相关,比特越多售价越贵。

针对超导量子计算机的研发,量旋科技建设了一条完整的实验室产线。从芯片设计、加工到测试系统研发、整机集成,全链条加工是超导量子计算机的研发特点。而对于桌面型这种小型化的量子计算机,公司主要负责包括研发、设计与集成调试环节在内的大部分环节。

经过6年的发展,量旋科技已经初具规模。项金根透露,目前量旋科技的团队规模已拓展至70人左右,其中研发成员超过40人,约占公司总人数的60%。

不过,同大多研发型企业一样,量旋科技每年的研发投入占比较大。项金根坦言,“公司的研发投入和营收几乎一致。”

这种情况下,量旋科技如何保持“造血能力”?项金根表示,“公司目前的营收可以满足人员和研发的支出,基本能够实现盈亏平衡。而在加强技术方面,特别是对大设备的采购,我们会根据融资的节奏来。”目前,量旋科技已经实现四轮融资,对未来的发展有信心。

2050年之前或迎来量子计算机的“iPhone时刻”

畅想量子计算行业的未来,项金根表示,“这可以从几个方面来考虑。一方面,一些行业中与量子力学相关的计算问题必须要由量子计算机来解决,经典计算机即使算力比现在强1亿倍也解决不了。比如医药行业,在研发药物方面,最理想的情况是可能降低三分之一的成本。除此之外,如果你的算力足够强,还可以开发出更好的药物,治疗更好的疾病,对人类的健康事业做出大贡献。”

“另一方面,它还可以解决算力的短缺问题。由于传统半导体算力的制程目前已经快到极限了,这就面临一个问题,就是单位算力需要的功耗是稳定的,如果我需要更多算力,意味着需要更高的电力能耗。有预测是人工智能需要的算力所对应的能耗,到 2030 年就会占掉全球发电量的45%,这种能源的消耗一直发展下去肯定没那么现实。”

项金根坦言,这样就需要一些新的算力,而解决这个问题的方向有两种,其一就是让电力越来越便宜,那就是去找新的能源,比如可控核聚变。其二便是去寻找持有更好技术的算力提供者。“比如量子计算这种,它的能耗更低,算力可以更高。”

因此,针对量子计算机的发展方向,在项金根看来,目前主要有两个方面:一个是提高算力,另外一个就是体积小型便携化,走进千家万户。“这和传统计算机的发展路线其实是类似的。”

项金根预测,十年内小型的教育型量子计算机,已经可以普及到很多学校了。未来,量子计算机的成本也会继续下降。

“有一句话这样说,人类总是高估短期的发展速度,低估长期的发展速度。”项金根说,“实际上,科技发展是指数上升的,它刚开始可能比线性的慢,但过几年会更快。所以,量子计算机的iPhone 时刻我们可以畅想,但我认为不会晚于2050 年。”

策划:王莹

统筹:李颖

采写:南都·湾财社记者 严兆鑫 实习生 柴嘉

出镜:南都·湾财社记者 严兆鑫

视频/编导:叶浩程

编辑:严兆鑫

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