世界首家“量子超市”：提供各类现成软件、算法和基础服务

在量子计算领域，困难的不仅是建造计算机这件事。量子计算机还需要更复杂的量子算法，即可以充分发挥硬件性能的专用软件。

Alán Aspuru-Guzik，一位在学术界有着很高的声誉，开发量子算法的学者，正在将量子算法带到更广阔的市场。他不仅是哈佛大学教授（即将跳槽多伦多大学）和 2010 年《麻省理工科技评论》 35 岁以下创新者之一，还是 Zapata Computing 公司的联合创始人，这家公司上周刚刚创立，拥有540万美元启动资金。 Zapata 的最终目标是成为一家出售量子算法的超级市场，其他公司可以使用该公司提供的各类现成软件，来接入未来量子计算机提供的巨大运算处理能力。

由于量子计算领域非常先锋，时至今日只有一小部分专家可以编写适用于量子计算机的高级软件。Zapata 的终极目标是让所有公司都能够使用这项技术，而无需专门雇用量子计算专家。

量子计算机是一项令人兴奋的创新，该技术使用了“量子比特”来替代 1 或 0 的数字比特，由于存在所谓“叠加”的现象，量子比特可以同时处于两种状态。量子比特还拥有一种被称为纠缠的神秘性质，即使没有物理上的关联也可以相互影响。

量子比特数目的增加会使量子机器的计算能力呈指数级增长，在不远的未来，量子计算机在一些特定任务中的表现就会超过当下最好的超级计算机。这是好事一件，然而不太好的是，量子比特在几毫秒之后倾向于失去其微妙的量子态。温度的变化，甚至是最微小的振动，也会破坏它们并让计算出错。

这就是量子算法起作用的地方。它们能够尽可能快速有效地在量子计算机上执行特定的计算，并且通常还可以帮助减少错误。 “把它想象成调吉他弦一样，”Aspuru-Guzik 说， “就像调整琴弦以使音准和谐一致，我们可以改变各种参数，直到为特定应用调整出合适的量子电路。”

Zapata 已经与哈佛大学达成了一项关于Aspuru-Guzik团队算法的独家许可协议。 Zapata 公司 CEO 克里斯·萨瓦（ Chris Savoie）表示，公司的目标是为各种计算机开发算法，Aspuru-Guzik 和他的团队已经与 IBM 和 Google 等大型量子硬件制造商以及像 Rigetti Computing 和 IonQ 这样的小型硬件商建立了合作关系。这些公司也在研究他们自己的算法，但他们认为更多的软件创新对整个新兴市场有好处。负责 IBM 实验量子计算工作的杰瑞·周（Jerry Chow）表示：“你会希望看到许多不同想法，让整个领域更丰富”。

如果这种策略有效，Zapata 最终可以全面了解各种应用在各类量子计算机上的表现，从而在市场上占据巨大优势。不过，目前还不清楚量子计算是否会在机器学习这样的领域发挥重要作用。目前只有一些早期迹象。所以建立一系列的算法组合可能需要相当长的时间。

短期内，Zapata 计划主要关注化学和材料算法。 Aspuru-Guzik 开创了分子建模的方法，这是一种即使对于目前最好的超级计算机来说也非常困难的任务，他希望量子计算机很快能够为此类模拟加速，随后有望带来材料新发现，例如，更高效的电池和用于显示器的新型发光分子。 IBM 的一个团队已经使用量子机器模拟了由三个原子组成的小分子，并且一些研究人员已经开始考虑如何将量子电路与对抗神经网络结合起来以创造出新分子。

Zapata 的投资者，包括 Pillar VC 和麻省理工学院投资“硬技术”的基金 The Engine，都认为更多的量子计算应用最终会出现，而且对于复杂算法的编写，现在的研究人员仍然太少。来自 The Engine 的里德·斯特蒂文特（Reed Sturtevant）认为，今天全世界相关的研究人员“不到一百人”，Aspuru-Guzik 研究小组的四名前成员也加入了他和萨凡的团队，成了联合创始人。如果斯特蒂文特的说法正确，Zapata 的人才占位可能会让这家公司未来的利润实现“量子飞跃”。