世界首家「量子超市」：提供各類現成軟體、演算法和基礎服務

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在量子計算領域，困難的不僅是建造計算機這件事。量子計算機還需要更複雜的量子演算法，即可以充分發揮硬體性能的專用軟體。

Alán Aspuru-Guzik，一位在學術界有著很高的聲譽，開發量子演算法的學者，正在將量子演算法帶到更廣闊的市場。他不僅是哈佛大學教授（即將跳槽多倫多大學）和 2010 年《麻省理工科技評論》 35 歲以下創新者之一，還是 Zapata Computing 公司的聯合創始人，這家公司上周剛剛創立，擁有540萬美元啟動資金。 Zapata 的最終目標是成為一家出售量子演算法的超級市場，其他公司可以使用該公司提供的各類現成軟體，來接入未來量子計算機提供的巨大運算處理能力。

由於量子計算領域非常先鋒，時至今日只有一小部分專家可以編寫適用於量子計算機的高級軟體。Zapata 的終極目標是讓所有公司都能夠使用這項技術，而無需專門僱用量子計算專家。

量子計算機是一項令人興奮的創新，該技術使用了「量子比特」來替代 1 或 0 的數字比特，由於存在所謂「疊加」的現象，量子比特可以同時處於兩種狀態。量子比特還擁有一種被稱為糾纏的神秘性質，即使沒有物理上的關聯也可以相互影響。

量子比特數目的增加會使量子機器的計算能力呈指數級增長，在不遠的未來，量子計算機在一些特定任務中的表現就會超過當下最好的超級計算機。這是好事一件，然而不太好的是，量子比特在幾毫秒之後傾向於失去其微妙的量子態。溫度的變化，甚至是最微小的振動，也會破壞它們並讓計算出錯。

這就是量子演算法起作用的地方。它們能夠儘可能快速有效地在量子計算機上執行特定的計算，並且通常還可以幫助減少錯誤。 「把它想像成調吉他弦一樣，」Aspuru-Guzik 說， 「就像調整琴弦以使音準和諧一致，我們可以改變各種參數，直到為特定應用調整出合適的量子電路。」

Zapata 已經與哈佛大學達成了一項關於Aspuru-Guzik團隊演算法的獨家許可協議。 Zapata 公司 CEO 克里斯·薩瓦（ Chris Savoie）表示，公司的目標是為各種計算機開發演算法，Aspuru-Guzik 和他的團隊已經與 IBM 和 Google 等大型量子硬體製造商以及像 Rigetti Computing 和 IonQ 這樣的小型硬體商建立了合作關係。這些公司也在研究他們自己的演算法，但他們認為更多的軟體創新對整個新興市場有好處。負責 IBM 實驗量子計算工作的傑瑞·周（Jerry Chow）表示：「你會希望看到許多不同想法，讓整個領域更豐富」。

如果這種策略有效，Zapata 最終可以全面了解各種應用在各類量子計算機上的表現，從而在市場上佔據巨大優勢。不過，目前還不清楚量子計算是否會在機器學習這樣的領域發揮重要作用。目前只有一些早期跡象。所以建立一系列的演算法組合可能需要相當長的時間。

短期內，Zapata 計劃主要關注化學和材料演算法。 Aspuru-Guzik 開創了分子建模的方法，這是一種即使對於目前最好的超級計算機來說也非常困難的任務，他希望量子計算機很快能夠為此類模擬加速，隨後有望帶來材料新發現，例如，更高效的電池和用於顯示器的新型發光分子。 IBM 的一個團隊已經使用量子機器模擬了由三個原子組成的小分子，並且一些研究人員已經開始考慮如何將量子電路與對抗神經網路結合起來以創造出新分子。

Zapata 的投資者，包括 Pillar VC 和麻省理工學院投資「硬技術」的基金 The Engine，都認為更多的量子計算應用最終會出現，而且對於複雜演算法的編寫，現在的研究人員仍然太少。來自 The Engine 的里德·斯特蒂文特（Reed Sturtevant）認為，今天全世界相關的研究人員「不到一百人」，Aspuru-Guzik 研究小組的四名前成員也加入了他和薩凡的團隊，成了聯合創始人。如果斯特蒂文特的說法正確，Zapata 的人才佔位可能會讓這家公司未來的利潤實現「量子飛躍」。

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