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量子|阿里达摩院广发英雄帖 量子计算首进AIR项目 摩尔定律将遭降维打击？

量子|阿里达摩院广发英雄帖 量子计算首进AIR项目 摩尔定律将遭降维打击？
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【量子|阿里达摩院广发英雄帖 量子计算首进AIR项目 摩尔定律将遭降维打击？】《科创板日报》（上海 ， 研究员 何律衡）讯 ， 近日 ， 阿里巴巴创新研究计划AIR启动2020年项目征集 。 项目官网显示 ， 阿里今年开放了12个前沿领域的科研合作 ， 量子技术首次位列其中 。 根据公开信息 ， 阿里巴巴达摩院在2017年成立量子实验室开展技术攻坚 。 阿里巴巴表示 ， 将继续向全球顶级高校和科研机构开放经济体的全场景资源 。
据了解 ， AIR计划已实施三年 ， 已与全球100多所高校开展500多项学术合作 ， 产生学术论文300多篇、国际竞赛冠军30多项 。 全球Top100高校有近30所参与AIR计划 ， 国内"985"高校也有六成以上是阿里的合作伙伴 。 AIR计划还凝聚了众多国际学术大牛 ， 包括10多位IEEE Fellow和TR35荣誉获得者 。
近年来 ， 一直处于科技前沿的阿里达摩院 ， 俨然已成为中国量子计算研究的领头羊之一 。 2015年 ， 阿里巴巴和中科院进行合作 。 2017年 ， 密西根大学教授施尧耕加入阿里巴巴 ， 加速了阿里在量子计算上的发展；同年 ， 阿里巴巴宣布其与中科院联合打造的量子云平台上线 。
今年以来 ， 阿里布局量子计算明显加速：年初 ， 阿里达摩院公布2020十大科技趋势 ， 明确表示量子计算进入攻坚期；3月 ， 阿里巴巴达摩院南湖项目正式开工 ， 总投资约200亿元 ， 主要研究方向包括量子计算；此次广发英雄帖 ， 首次将量子计算纳入项目范围 ， 则是阿里今年在该领域的再次重磅加码 。
摩尔定律或将失效 量子计算攻坚迫在眉睫
在过去几十年时间里 ， 摩尔定律（集成电路上可容纳的元器件数目约每24个月增加一倍）不断推动传统计算机算力的升级 ， 但未来随着晶体管间距接近1nm传统的技术演进接近其物理极限 ， 量子隧穿效应则不可避免 ， 无法再通过PN结控制电路通断来实现逻辑 ， 这时就不得不考虑利用量子特性、以全新的方法去实现更强的算力、更低的功耗 。
目前 ， 集成电路的发展已经进入第二阶段 ， 台积电已经开始试产基于5nm FinFET工艺的晶体管 ， PPA指标相比7nm进一步 ， 即将跨入3nm左右的技术节点 ， 因而跳出摩尔定律 ， 尽早实现量子计算的商业化 ， 成为了各国乃至各大高科企业迫在眉睫的问题 。
实际上 ， 量子计算概念提出已久 ， 因其原理的颠覆性以及算力增长的爆炸性 ， 一度被认为是对传统计算机的"降维打击" ， 华为创始人任正非甚至曾放话称"区块链在量子计算面前一钱不值" 。
公开资料显示 ， 量子计算机是基于量子力学原理构建的计算机 。 量子态叠加原理使得量子计算机每个量子比特（qubit）能够同时表示二进制中的0和1 ， 从而相较经典计算机算力发生爆发式增长 ， 形成"量子优越性" 。
具体来说 ， 在解决实际问题的过程中 ， CPU采用"串行"计算 ， 即将一个问题的若干部分按照顺序依次进行运算；GPU 采用"并行"计算 ， 即将一个问题拆成若干个小问题后 ， 同时对每个小问题的一部分进行运算；QPU则利用量子叠加性快速遍历问题的各种可能性并找到正确答案 。
形象地说 ， CPU算力随比特数n的增长呈线性n增长 ， GPU算力随比特数n的增长呈平方次n×n增长 ， QPU（量子处理单元）算力随比特数n的增长呈幂指数2n增长 。
政府加码、大厂争先落子 量子计算或引爆千亿市场
美国是量子计算布局里较早也是较积极的玩家之一 。 2019年 ， 美国政府发布未来工业发展计划 ， 将量子信息等四大关键技术视为未来科技和产业发展的"基础设施" ， 认为发展量子信息科学能够保持美国在全球产业变革中的主导地位 。
政策上的持续加码 ， 让美国在全球量子计算研发上占据主导地位 。 公司方面 ， 谷歌、IBM、微软、亚马逊等本土科技企业均已在该领域获得部分成果 。


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