對話圖靈量子：讓前沿的量子計算在中國落地

你以為的未來，並不遙遠。

【尋找雲創精英】是創業邦和亞馬遜雲科技共同推出的欄目，旨在捕捉和報道極具潛力的初創公司，激發雲創的力量。

假設你現在正準備去相親，走進了一家坐滿人的咖啡廳。你拿著Ta的照片，一個個地審視著每一個人，看誰對得上號，結果找了半個小時也沒找到和照片相似的那個人。這時候，相親物件給你打來了電話，告訴你Ta正坐在靠窗的角落裡，你的目光順著ta的指引，一下子就找到了Ta。

驗證一個問題的答案是否正確，通常比解出這個問題要簡單些。如果把傳統計算機的運算過程比作“對著照片找人”，那麼擁有量子平行計算能力的量子計算機則能讓問題的答案“驀然回首，那人竟在燈火闌珊處”。

如今，隨著各個行業資料資訊體量不斷增加，提高算力的同時又降低能耗是亟待解決的關鍵問題。量子計算正在首次嘗試跳出實驗室進入現實應用的世界，為這些問題的解決提供了顛覆性思路。

在國內，量子計算產業鏈已經初具雛形。其中，上海圖靈智算量子科技有限公司作為我國第一家瞄準光量子計算路徑的初創公司，僅成立一週年，就已初步實現了在人工智慧、生物醫藥、金融科技等多領域的應用落地。

“雖然通用量子計算機還在路上，但是在這個過程中我們已經取得了一些階段性的成果。”圖靈量子創始人金賢敏補充說，如今，圖靈量子商業合作版圖中再上新臺階，隨著與亞馬遜雲科技“牽手成功”，將有望通過其服務，更高效地解決特定領域的問題。

晶片與硬幣對比

痴迷量子產業十年，一朝厚積薄發

金賢敏從中國科學技術大學博士畢業後，曾赴英國牛津大學繼續科研工作，他發現歐美早已看好量子技術的產業應用前景。“2014年左右就開始產業化萌芽了”， 他告訴創業邦，“儘管，在很多人的眼中，量子計算還是長達十年二十年之久的夢想。”

據悉，早在2014年12月，英國就投資了1.2億英鎊開展量子技術中心網路專案研究。該網路由4個“量子技術樞紐”組成，分別由伯明翰大學、格拉斯哥大學、牛津大學和約克大學領銜。

金賢敏在牛津工作的時候，有風險投資機構意向投資其在量子領域的創業方向。“但我還是決定回國創業，為國家做出貢獻。”金賢敏說，“我對量子產業的痴迷從2010年就開始了，這是我的夢想。”

看準了這個方向，金賢敏於2014年辭去牛津大學的職位，全職來到上海交通大學工作至今，“在量子領域，不管是從科研成果還是從產業環境來看，國內都已經到了彎道超車的階段。”

回國後，金賢敏帶領五十多人的青年科研團隊，長期聚焦光子晶片，將量子資訊和光子資訊晶片化與整合化。在金賢敏多年長期的思考和上海交通大學提供的“天花板級的配置”下，團隊很快就取得了階段性的成功。2018年，他帶領的團隊製備出世界最大規模的三維整合光子晶片，這是中國首個光量子計算晶片。

金賢敏在交大實驗室

“ 作為科學家，決定創業其實是一件‘不務正業’的事，所以我們一邊從客戶的角度去考慮怎麼解決產業痛點，一邊也不敢在學術上掉以輕心。 ”金賢敏稱，原本給團隊定的目標是一年出一個尖端科研成果，但是隨著對產業的深入理解，反而加速推動了科研進展的節奏。“現在我們每年都能出很多個頂尖科研成果，論文發表的數量也遠超預期。”

2020年，金賢敏團隊又研製出一種基於非馮諾依曼計算架構下的結合整合晶片、光子概念的光子計算機。團隊另闢蹊徑，不依賴脆弱的量子特性，而是更多借助光子本身的優勢，展示出光子計算機在求解特定計算問題上超越經典計算機的“光子優勢”。

萬事俱備，只待應用。2021年開年，圖靈量子誕生了。

圖靈量子“初試水”

正如開頭所述，與傳統計算機使用0或者1的位元來處理或儲存資訊有所不同，量子計算以量子位元作為資訊編碼和儲存的基本單元。一個量子位元可以同時處於0和1兩種狀態的疊加，即可以同時表示0和1兩種資訊。這就讓量子計算具備了極大超越經典計算機運算能力的潛力。

因此，量子計算最適合的應用場景，就是從許多其他可能的解決方案中找到 “最佳”解決方案。

醫藥領域正是如此。

比如，憑藉其極高的平行計算處理能力，量子計算機將能夠通過量子模擬同時研究多個分子、蛋白質和化學物質，從而使科學家們能比現在更快、更高效地開發新藥。

圖靈量子也率先看到了醫藥領域的前景。將量子計算和人工智慧技術相結合，圖靈量子於2022年3月推出了一系列量子AI應用模組，其中包括基因組學QuOmics、藥物分子結構設計QuChem、藥物虛擬篩選QuDocking、化學分子逆合成QuSynthesis等四大模組，分別實現了基因序列預測、藥物分子生成、互作結合能預測、分子逆合成等功能。

圖靈量子團隊

“這就意味著，利用量子計算機的超強算力，我們可以準確評估分子、蛋白質和化學物質之間的相互作用，檢查藥物是否會改善或治癒某些疾病。”金賢敏說，目前圖靈量子已經和上海一家三級甲等醫院開展合作，雙方試圖利用醫院積累的大量腦電波資料，監測神經性疾病發生前異常的腦電波資料，從而對疾病的發生做出預警。

隨著在產業落地方面不斷取得進展，2021年，圖靈量子作為唯一一家量子計算領域創新企業入圍創業邦100未來獨角獸，此後，又以唯一一個2021年成立的、最年輕的“極具創新力”量子科技類企業，入選投資家網TOP100價值企業。

商業合作再上臺階，牽手亞馬遜雲科技

未來，在通往量子計算產業化落地的道路上，圖靈量子並不是“一個人”，它不僅受到了各級領導的關心和扶持，還得到了眾多投資機構以及上下游客戶的認可和大力支援。

時至今日，圖靈量子分別與多家大型金融機構、生物醫藥、醫療機構以及產業鏈相關科研機構簽署合作協議。公司成立後僅一年，快速完成三輪大額融資，累計融資額超過5億元，其中，天使輪及PreA輪分別實現了國內量子資訊賽道最大融資額。

在2021年7月，圖靈量子憑藉領先的光量子技術和出色的投資/團隊背景加入亞馬遜雲科技雲創計劃，與亞馬遜雲科技展開合作，利用Amazon Braket服務進行了量子軟體開發上的有益嘗試，旨在加快其量子計算的科學研究和軟體開發速度，並在探索和設計更多的量子演算法方面提升效率。例如，由亞馬遜雲科技提供的Amazon SageMaker服務結合Braket就有助於圖靈量子進行基於量子的AI演算法的訓練。

據瞭解，Amazon Braket是一項完全託管式量子計算服務，為有量子計算需求的初創公司提供了跨平臺的開發人員工具。隨著合作的深入，雲創計劃不僅提供了專業的團隊一對一支援圖靈量子，對接了西雅圖的量子計算團隊，同時，也積極促成它加入了亞馬遜雲科技合作伙伴網路，並通過雙方軟體上的合作拓展更多行業的商機。

接下來，圖靈量子將繼續使用Amazon Braket在亞馬遜雲科技的量子計算機模擬器上執行和測試自己的演算法，並對其進行故障排除、模擬和量子硬體作業等。

寄望圖靈量子求解器，帶來更多殺手級的量子應用程式

“在雲資源的使用、適配體驗以及與平臺開放的全球先進技術進行切磋等方面，亞馬遜雲科技均給予較大支援。”金賢敏補充表示，量子和經典計算系統的結合使用，還可以幫助克服當前量子技術的相對侷限性。

“ 圖靈量子在專業、務實、開放等企業文化方面與亞馬遜雲科技十分契合，同時，亞馬遜領先的技術能力眾所周知，這些因素共同促成了我們和亞馬遜雲科技合作。 ”金賢敏告訴創業邦，雖然亞馬遜如今已經是全球最大的雲服務廠商之一，但是貝佐斯和所有早期創業者一樣，曾有著一個人抱著一臺電腦在車庫裡開發產品原型的經歷。

“他們很瞭解從0到1的創業過程，所以推出了雲創計劃，這對於初創企業來說可以起到非常重要的加持作用。”

如今，圖靈量子在量子光源系統、光量子計算晶片系統、量子測控層作業系統三大核心繫統突破性的創新，標誌著我國光量子計算技術走在了國際第一方陣前列。

基於底層技術的相通性，在光量子技術路線上，圖靈量子正在進行全棧式佈局，未來將實現基於光子的軟硬體一體化的全棧式解決方案的能力閉環。“圖靈量子有計劃把其求解器放在亞馬遜雲科技的Marketplace上，也期待，基於圖靈量子的求解器，未來會有更多殺手級的量子應用程式面世。”金賢敏說。

據悉，圖靈量子是亞馬遜雲科技在國內首個同時在硬體和軟體展開合作的量子科技公司。

“我們雖然還是初創公司，但是我們將像亞馬遜雲科技一樣，追求最高的標準。”金賢敏表示，即使這些標準在很多人看來高得不可理喻。“但正是在這樣的標準下，未來才能逐漸成為現實。”

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