量子計算對投資組合意味著什么？

阿爾·魯特

繪圖/《巴倫周刊》

2017年，量子計算被麻省理工學院命名為一項突破性技術。今年，量子計算再次出現在該學院評出的2020年“十大突破性技術”名單上。

這是否意味著量子計算已經準備進入發展黃金時期了？有可能，這對全世界來說是個好消息，但問題是了解量子計算機真正用途的人并不多，投資者也不太明白量子計算對他們的投資組合意味著什么。

我們可以從微軟（MSFT）說起，微軟是量子計算領域的一大參與者，看看這家公司的量子業務有助于投資者和其他人了解這個領域。

流行文化中的量子

在了解微軟的量子業務之前，我們先聊聊別的。

許多人都聽說過量子王國，這要歸功于迪士尼（DIS）創造的漫威（Marvel）電影宇宙。在量子隧道的幫助下，復仇者聯盟的超級英雄們打敗了《復仇者聯盟4：終局之戰》里的滅霸（Thanos），后者成為有史以來票房收入最高的電影。在最新的《銀河護衛隊》電影中，銀河護衛隊的探測器發現了一個量子小行星帶。

在這個量子小行星帶，小行星隨時可能出現又突然消失。在量子領域，幾乎任何事情都是可能的。量子，已經成了對奇怪而且違反直覺的結果的一個比喻。

物理學中的量子

量子物理學講的確實是一大堆很奇怪的東西，包括粒子的出現和消失，當然粒子比小行星小多了。

物理學家理查德·費曼（Richard Feynman）曾經說過，所有人都需要明白，量子物理學就是雙縫實驗（編者注：在量子力學里，雙縫實驗是一種演示光子或電子等微觀物體的波動性與粒子性的實驗）。

在實驗中，一個帶負電荷的單電子（即一種亞原子粒子）可以同時通過兩條狹縫，這是一個非常神奇的現象。這是因為粒子是按波形運動的，可以這樣想象一下：一股水波總是會激起兩條水痕。

雖然電子按波形運動，但有個問題，在實驗中，如果在狹縫前放置一個探測器，電子就不再像水波那樣運動了，它又變成了一個粒子，太奇怪了。

量子應用于計算機的好處

但這種現象應用于計算機可以帶來一些好處。在傳統計算機中，比特（bit，計算機中數據的最小單位）的值可以是1或0。

量子比特（qubit）是量子計算的基本單位，它的值可以同時是1，也同時是0，也可以是介于這二者之間的任何值。

量子比特還有其他一些用途，但這種多個同時存在的值可以讓量子計算機運行得更快。一臺64比特的量子計算機可以計算出大約18的18次方個值。如果一臺傳統計算機每秒可以計算20億個值，那么大約需要300年才能計算完這個數值。

大家可以想象一下量子計算機的速度有多快。

量子計算機的發展

麻省理工學院今年再次把量子計算列入“十大突破性技術”名單，是因為谷歌母公司Alphabet （GOOGL）制造的53比特的量子計算機進行了一次計算，大約只需要3分鐘，而同樣的計算量傳統計算機需要1萬年。

量子的優越性得到了證明，這太好了，那么消費者什么時候可以購買量子臺式機？Alphabet什么時候可以通過量子業務大幅提高銷售額，從而讓投資者愿意推高該公司的股價呢？

微軟的量子業務

還沒這么快。

“量子比特還不是很可靠，量子計算機有噪音。”微軟量子首席研究員斯蒂芬·喬丹（Stephen Jordan）告訴《巴倫周刊》。研究人員還在對硬件進行研究，例如超導量子比特（superconducting qubits）、捕獲離子量子比特（trapped-ion qubits）和拓撲量子比特（topological qubits）。

在這些量子比特之間進行選擇可不像選擇beta還是選擇VHS、或者選擇Mac還是PC那么簡單，因為現有計算機的底層硬件都是一樣的，都100%可靠，喬丹稱。

業界仍在研發硬件。“為了減少噪音，通常需要把量子比特串在一起，來構成一個能夠進行計算的量子比特。”微軟量子研究主管赫爾穆特·卡茨格拉波爾（Helmut Katzgraber）解釋說。

英特爾也要進軍量子領域？

微軟是以軟件聞名的，也許這意味著量子計算行業需要的是英特爾（INTC）的量子業務，讓該公司生產出帶有10億個晶體管的量子版本的硅芯片（晶體管可以存儲1個比特——1或0——作為信息）。

對于卡茨格拉波爾來說，量子比特硬件行業好比FPGA （field programmable gate arrays，現場可編程門陣列），它是一種集成電路，可以組成ASIC （application-specific integrated circuits，應用型專用集成電路）。

Xilinx （XLNX）生產FPGA，該公司的供應來自臺積電（TSM）等公司，而臺積電的硅則來自Lam Research （LCRX）等公司。

現在已經存在著一條量子價值鏈。霍尼韋爾（HON）可以制造捕獲離子量子比特，目前這家公司是投資者最容易接觸到的量子供應商。

量子未來

但是硬件并不一定要先于軟件和應用程序誕生。

“我們以前也經歷過計算機的創造，”卡茨格拉波爾說，“我們現在正在同時進行軟件和量子比特整個過程的創造。”

這有助于加快研發速度，但并不意味著類似量子智能手機這樣的產品很快就會問世，反正不會像從大型機轉向臺式機、從筆記本電腦到iPhone那么快。量子計算看起來可能會有些不同。“這些（系統）將被放置在云數據中心。”喬丹說。

有了硬件，接下來就是應用程序。一個殺手級的量子應用程序將有助于擴大這項技術的知名度。現有的量子技術已經在一些領域發揮著影響。微軟量子應用程序團隊負責人朱莉·洛夫（Julie Love）告訴《巴倫周刊》，從交通信號燈優化到化工生產的工業催化劑等領域都在嘗試使用量子技術。

量子股票

現在，量子是科技的未來。谷歌、微軟、IBM （IBM）和亞馬遜（AMZN）都有意開展量子業務。霍尼韋爾也涉足了這一領域。但現在還很難把這些股票作為量子投資主題去看待。

超導體制造商在提交給監管機構的文件中也很少談到量子計算。目前超導體只是一個價值20億美元的產業。

但對于投資者來說，量子計算仍然是一項值得關注的投資。

（《巴倫周刊》英文版2020年8月3日）