回顧美股市場行情，自今年11月以來，特斯拉、Destiny Tech100等受益于特朗普贏得美國總統(tǒng)大選的相關(guān)“特朗普概念股”可謂漲勢如虹，博通等AI ASIC芯片股則受益于這種定制化AI芯片需求大爆發(fā)，還有一類主題11月以來的市場熱度以及漲幅可謂與前兩大主題并駕齊驅(qū)，那就是“量子計(jì)算”。隨著聚焦于“量子計(jì)算啟發(fā)式應(yīng)用”的商業(yè)化愈發(fā)成熟，量子糾纏逐漸取得突破，以及與人工智能超級算力系統(tǒng)融合進(jìn)展加快，屬于量子計(jì)算的“ChatGPT時(shí)刻”似乎越來越近。在華爾街資金涌入之下，與量子計(jì)算主題相關(guān)的股票漲勢也許遠(yuǎn)未停止。

自11月以來，量子計(jì)算領(lǐng)域迎來包括行業(yè)發(fā)展以及宏觀經(jīng)濟(jì)層面的眾多積極催化劑，推動(dòng)美股與量子計(jì)算相關(guān)聯(lián)的“量子計(jì)算概念股”集體步入“瘋牛般股價(jià)暴漲模式”，尤其是自12月谷歌推出超級重磅的量子芯片——名為“Willow”的量子芯片，引爆整個(gè)量子計(jì)算行業(yè)，該芯片或?qū)⑼苿?dòng)量子計(jì)算商業(yè)軌跡步入加速曲線。根據(jù)谷歌當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月9日的一份聲明，Willow量子芯片在基準(zhǔn)測試中展示了驚人的性能，能夠在不到5分鐘內(nèi)完成一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)計(jì)算”，而傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)完成同樣的任務(wù)需要10^25年。

在Willow重磅催化之下，IonQ Inc(IONQ.US) 自12月以來上漲超30%，Quantum Computing(QUBT.US)12月以來漲幅高達(dá)160%，D-Wave Quantum (QBTS.US)同期以來漲幅高達(dá)230%，Rigetti Computing(RGTI.US)12月以來漲幅則高達(dá)驚人的460%。市值高達(dá)2.4萬億美元科技“巨無霸”谷歌自12月以來股價(jià)漲幅在量子浪潮催化之下上漲超15%。

甚至長期以來被市場忽略的一只聚焦于量子計(jì)算概念股的ETF——Defiance Quantum ETF(QTUM.US)，近日被多位華爾街分析師反復(fù)提及，吸引資金大規(guī)模涌入，并且有望創(chuàng)下自2018年推出以來的最大規(guī)模月度現(xiàn)金凈流入。該ETF自12月以來漲幅高達(dá)20%，今年以來漲幅高達(dá)55%，已經(jīng)創(chuàng)下該ETF上市以來表現(xiàn)最佳的一年。

Bloomberg Intelligence在一份關(guān)于量子計(jì)算的最新報(bào)告中表示：“量子計(jì)算正經(jīng)歷著與去年AI幾乎相同的時(shí)刻。許多與量子計(jì)算相關(guān)的股票并沒有被ETF廣泛持有，因此Defiance Quantum實(shí)際上是市場上唯一的純粹量子計(jì)算ETF投資。如果看到更多與量子計(jì)算相關(guān)的基金上市，我不會感到驚訝?！?/p>

谷歌，以及這些量子計(jì)算概念股，自12月以來無比強(qiáng)大的股價(jià)拉升力度以及資金涌入規(guī)模絕非單純的散戶投機(jī)資金，華爾街同樣參與了這一輪量子計(jì)算超級上攻行情，這些資金蜂擁而至，甚至在不到一個(gè)月的時(shí)間一舉將曾在退市邊緣的Rigetti Computing總市值推至當(dāng)前的50億美元附近，堪稱史無前例。在這些華爾街機(jī)構(gòu)看來，“量子計(jì)算”這一投資主題已加入半導(dǎo)體、軟件SaaS、云計(jì)算、電力類公用事業(yè)以及減肥藥等熱門投資主題行列。

除了谷歌積極布局量子計(jì)算，另一美國科技巨頭亞馬遜也在加碼布局，亞馬遜AWS近日推出了一項(xiàng)名為“Quantum Embark”的計(jì)劃，旨在探索“集成量子計(jì)算芯片與傳統(tǒng)芯片”的混合架構(gòu)，幫助客戶們?yōu)榱孔佑?jì)算時(shí)代做好準(zhǔn)備。

量子計(jì)算未來市場規(guī)?？芍^無比廣闊，根據(jù)知名研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets的最新預(yù)測報(bào)告，2024年全球量子計(jì)算市場規(guī)模僅為13億美元，預(yù)計(jì)2029年有望高達(dá)53億美元，預(yù)測期內(nèi)年復(fù)合增長率高達(dá)33%。MarketsandMarkets表示，包括驅(qū)動(dòng)量子技術(shù)的核心硬件基礎(chǔ)設(shè)施、量子計(jì)算部署(本地和云)，以及量子計(jì)算加速所驅(qū)動(dòng)的AI應(yīng)用(比如融合量子計(jì)算的人工智能訓(xùn)練/推理算力系統(tǒng))在內(nèi)的整個(gè)量子計(jì)算市場從2024年開始有望加速擴(kuò)張，其中包括“啟發(fā)式量子計(jì)算應(yīng)用”深度嵌入某些聚焦于研發(fā)的行業(yè)，大幅提升某些企業(yè)研發(fā)效率，以及量子糾纏取得重大突破，帶動(dòng)可控且愈發(fā)精準(zhǔn)的實(shí)用“量子計(jì)算機(jī)器”走向小范圍商業(yè)化。

此外，特朗普即將于1月重返白宮開啟第二任期，他承諾減少對大公司的監(jiān)管和減稅，增加石油產(chǎn)量和嚴(yán)格的移民政策，這些都表明經(jīng)濟(jì)增長和通脹將會走強(qiáng)，但這被視為股市的利好因素。銀行、科技、國防和化石燃料等行業(yè)可能大幅受益，尤其科技方面，特朗普領(lǐng)導(dǎo)下的美國政府大概率將重點(diǎn)推動(dòng)美國在人工智能、量子計(jì)算、核聚變以及航空航天等最前沿科技創(chuàng)新領(lǐng)域加速發(fā)展。

在華爾街，不少金融巨頭開始覆蓋上述在量子計(jì)算領(lǐng)域的上市公司。摩根士丹利近日一份投資者報(bào)告中表示：“我們無法確定量子計(jì)算股票在這段時(shí)間內(nèi)升值的明確催化劑，但我們確實(shí)看到持續(xù)的積極跡象表明，對量子的投資將繼續(xù)快速增長?！薄懊绹鴩鴷h員最近提出了一項(xiàng)法案，授權(quán)聯(lián)邦政府為量子技術(shù)提供 27 億美元的資金。顯然，市場對量子科技到 2026 年參與 2000 億美元 AI TAM 的潛力充滿熱情。”

“啟發(fā)式量子計(jì)算應(yīng)用”商業(yè)化進(jìn)展加速，“量子糾纏”乃下一個(gè)關(guān)鍵里程碑

量子計(jì)算系統(tǒng)利用量子力學(xué)的特性，比如量子疊加和量子糾纏，提供了一種全新的計(jì)算范式，理論上能夠在某些特定領(lǐng)域極大程度超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。

谷歌的Willow量子芯片完成的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)計(jì)算任務(wù)，正是依賴于量子計(jì)算的超強(qiáng)計(jì)算能力，例如通過量子比特的并行性和量子糾錯(cuò)、量子干涉效應(yīng)，使得量子計(jì)算機(jī)能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成基準(zhǔn)任務(wù)，而傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)在模擬這些量子行為時(shí)需要極其漫長的時(shí)間。

不過需要注意的是，包括谷歌在內(nèi)，目前還沒有任何公司實(shí)現(xiàn)任何意義上可精準(zhǔn)控制量子態(tài)且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的實(shí)用“量子計(jì)算”，并且距離這一量子加速的“最終形態(tài)”的差距非常遠(yuǎn)。這也是為什么谷歌CEO劈柴哥(Sundar Pichai)在一份帖子強(qiáng)調(diào)Willow量子芯片為“邁向打造實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的重要步伐”，這也意味著谷歌在距離實(shí)現(xiàn)可控且商業(yè)化的“量子計(jì)算”也有著非常遙遠(yuǎn)的距離。

目前這些量子計(jì)算公司提供的量子計(jì)算平臺主要集中在入門級的啟發(fā)式量子計(jì)算應(yīng)用上，應(yīng)用范圍仍然非常狹窄。它們大多數(shù)只能夠解決特定行業(yè)與前沿研發(fā)密切相關(guān)聯(lián)的加速問題，并且扮演的是輔助角色，比如醫(yī)藥生物研發(fā)工程以及物理實(shí)驗(yàn)室的大型研發(fā)項(xiàng)目。目前人類技術(shù)無法以通用的計(jì)算體系實(shí)現(xiàn)對于量子態(tài)的精準(zhǔn)與穩(wěn)定控制，尤其是在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)且可控的“量子糾纏”方面存在很大的技術(shù)瓶頸。

量子計(jì)算的商業(yè)化進(jìn)程需要解決量子錯(cuò)誤修正、量子比特的穩(wěn)定性等一系列技術(shù)挑戰(zhàn)，以及需要糾纏深度與規(guī)模可控，且精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對于商業(yè)化而言最核心的特殊量子態(tài)——量子糾纏。量子糾纏指的是兩個(gè)或更多量子比特的量子態(tài)相互依賴，它們的狀態(tài)不能獨(dú)立描述;例如，如果兩個(gè)量子比特處于糾纏狀態(tài)，無論它們之間的距離多遠(yuǎn)，對一個(gè)量子比特的測量結(jié)果將立即影響另一個(gè)量子比特的狀態(tài)。量子糾纏是量子計(jì)算的關(guān)鍵特性之一，它允許量子比特之間的超強(qiáng)關(guān)聯(lián)，這對于并行計(jì)算和解決某些問題至關(guān)重要。然而，當(dāng)前技術(shù)尚未能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模、長期穩(wěn)定的量子糾纏。

不過即使是入門級的“啟發(fā)式量子計(jì)算應(yīng)用”——比如離子阱、量子退火以及量子模擬等等，對于一些研發(fā)項(xiàng)目來說，已經(jīng)具備非常重大的加速計(jì)算層面的意義。但是量子態(tài)仍然無法精準(zhǔn)控制，在實(shí)際操作中，量子比特的狀態(tài)容易受到外界環(huán)境的干擾，導(dǎo)致量子退相干和量子錯(cuò)誤，并且需要量子計(jì)算公司反復(fù)試錯(cuò)且僅限于特定的加速計(jì)算，成本方面也難以精準(zhǔn)把控。

近期在美股股價(jià)大幅上漲的Rigetti Computing、IonQ、D-Wave Quantum 和 Quantum Computing Inc. 都是量子計(jì)算重要公司，它們在基于量子計(jì)算的加速方面具有不同方向。雖然這些公司取得了一些進(jìn)展，但尚未實(shí)現(xiàn)真正意義上的大規(guī)模量子計(jì)算商業(yè)化，且它們的產(chǎn)品和服務(wù)主要集中在特定的前沿研發(fā)領(lǐng)域，基本上處于啟發(fā)式量子計(jì)算應(yīng)用階段，應(yīng)用范圍較為狹窄。

隨著谷歌Willow量子芯片問世，當(dāng)前量子計(jì)算發(fā)展可謂按下“加速鍵”，意味著后續(xù)對于這些量子計(jì)算概念股的催化可能愈發(fā)密集，無論是啟發(fā)式應(yīng)用，還是關(guān)于精準(zhǔn)度提升的量子糾纏研究，后續(xù)都有可能密集迎來積極催化劑，進(jìn)而帶動(dòng)這些量子計(jì)算股票價(jià)格持續(xù)大漲。

比如， Quantum Computing將應(yīng)用其熵量子優(yōu)化機(jī) Dirac-3 來支持 NASA戈達(dá)德航天飛行中心的高級成像和數(shù)據(jù)處理需求，凸顯出啟發(fā)式應(yīng)用與航空航天特定的前沿領(lǐng)域深度融合，以量子計(jì)算驅(qū)動(dòng)的加速效應(yīng)來全面升級某些領(lǐng)域的效率變革。具體來說，這個(gè)項(xiàng)目旨在利用Dirac-3解決相位展開問題，公司將幫助NASA以最佳方式重建圖像，并從雷達(dá)生成的干涉數(shù)據(jù)中提取信息。期間該量子計(jì)算公司將協(xié)助NASA在全尺度上展開干涉圖，從而提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

IonQ 最新展示的 遠(yuǎn)程離子-離子糾纏(Remote Ion-Ion Entanglement)則是量子計(jì)算領(lǐng)域中的一個(gè)重要突破，它涉及到通過量子通信技術(shù)在物理上分離的兩個(gè)離子之間建立起至關(guān)重要的“量子糾纏關(guān)系”，這種糾纏關(guān)系是實(shí)現(xiàn) 量子糾纏的關(guān)鍵步驟之一，特別是在構(gòu)建 量子通信網(wǎng)絡(luò) 和 量子計(jì)算系統(tǒng)互聯(lián) 的過程中。

在一項(xiàng)最新的研究中，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)成功讓6個(gè)機(jī)械振蕩器集體處于量子狀態(tài)。這項(xiàng)研究標(biāo)志著量子技術(shù)向前邁出重要一步，為構(gòu)建大規(guī)模量子系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。該研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，量子運(yùn)動(dòng)通常僅限于單個(gè)物體，但在最新實(shí)驗(yàn)中，它跨越了整個(gè)振蕩器系統(tǒng)。這項(xiàng)最新的研究有望促進(jìn)量子傳感技術(shù)，因此這一最新的量子研究進(jìn)展或?qū)⑼苿?dòng)應(yīng)用場景更加廣泛且糾纏深度大幅升級、更加可控、效率更高的量子計(jì)算級別應(yīng)用。

量子計(jì)算——推動(dòng)人工智能發(fā)展的核心力量

量子計(jì)算的未來，大概率將是加速人工智能算力發(fā)展的核心引擎。量子計(jì)算不僅可以加速AI大模型訓(xùn)練過程，解決AI推理系統(tǒng)中一些傳統(tǒng)計(jì)算難以解決的問題，甚至有可能在未來通過量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等融合“AI+量子”的全新技術(shù)推動(dòng)更高效的人工智能大模型開發(fā)，加快AI人形機(jī)器人這一人工智能時(shí)代最具顛覆性質(zhì)的“賽博朋克式產(chǎn)品”滲透至全球。

量子計(jì)算基于量子力學(xué)的原理，與傳統(tǒng)的經(jīng)典計(jì)算截然不同。量子計(jì)算機(jī)使用量子比特，而非傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制位，并且量子比特能夠利用量子疊加、量子糾纏和量子干涉等量子基本特性來進(jìn)行計(jì)算。這使得量子計(jì)算具備巨大的并行計(jì)算能力和指數(shù)級加速能力，這些能力對于人工智能訓(xùn)練/推理系統(tǒng)的發(fā)展以及全面推向市場來說可謂提供宛如“開掛”般的助力，未來與人工智能應(yīng)用相關(guān)的成本有望大幅下降且可能實(shí)現(xiàn)在極短時(shí)間內(nèi)將人工智能大模型以及所謂的“具身AI”——主要包括AI人形機(jī)器人，覆蓋至全球大部分地區(qū)，帶來一場“工業(yè)革命級別”的人類生產(chǎn)率升級浪潮。

比如傳統(tǒng)AI大模型在處理數(shù)十億到萬億級別的參數(shù)時(shí)需要極高的計(jì)算能力，這也使得AI大模型的訓(xùn)練和部署成本非常昂貴。大模型通常需要在巨大的參數(shù)空間中進(jìn)行探索，而量子計(jì)算能夠利用量子疊加性在這些高維空間中快速找到有用的解。“量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”則是一種結(jié)合了量子計(jì)算加速模式和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合架構(gòu)，它能夠利用量子比特的疊加和量子糾纏性質(zhì)，將使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與推理范式更加高效且精準(zhǔn)。雖然目前這一技術(shù)還處于研究階段，但它是量子計(jì)算與AI大模型全面結(jié)合的最佳潛力體現(xiàn)。

對于人類研發(fā)進(jìn)程的推動(dòng)，“AI+量子”比單純的AI或者單純的量子計(jì)算更具革新意義，量子計(jì)算能夠模擬傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法高效模擬的復(fù)雜量子系統(tǒng)。結(jié)合人工智能，對于藥物設(shè)計(jì)、材料科學(xué)和分子模擬等領(lǐng)域的研究具有極其重大的意義，大模型將能夠借助“量子計(jì)算加速范式”，實(shí)現(xiàn)更快速地處理復(fù)雜模型，從而推動(dòng)醫(yī)藥、生物科技、氣象預(yù)報(bào)以及能源等行業(yè)的創(chuàng)新步伐呈現(xiàn)指數(shù)級加速。

雖然“AI+量子”目前處于最前研究領(lǐng)域，但這兩者的深度融合，或?qū)⑹橇孔佑?jì)算這一全新加速機(jī)計(jì)算模式落地大規(guī)模實(shí)際商業(yè)用途的最終目的地。目前“AI+量子”最大難題在于硬件端，如何設(shè)計(jì)出一個(gè)架構(gòu)能夠完美整合二進(jìn)制硬件算力基礎(chǔ)設(shè)施以及基于量子位的量子計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。

后續(xù)關(guān)于“AI+量子”的任何進(jìn)展，或?qū)⑹侨蛄孔痈拍钕嚓P(guān)股票的最重磅催化劑，因此IBM與谷歌這兩大處于量子計(jì)算研究最前沿科技巨頭的量子計(jì)算進(jìn)展至關(guān)重要。IBM去年這個(gè)時(shí)候曾展示一款全新的量子計(jì)算芯片以及量子計(jì)算機(jī)器，該公司當(dāng)時(shí)表示，希望這些全新的芯片和機(jī)器能夠在10年后成為更大型的應(yīng)用體系的基石。IBM這一量子計(jì)算機(jī)器有可能實(shí)現(xiàn)量子糾纏的精準(zhǔn)操作以及提升糾纏的深度，并且可能在融合量子比特與二進(jìn)制算力基礎(chǔ)設(shè)施方面取得進(jìn)展。

IBM最近發(fā)布的Eagle芯片和Condor芯片等量子處理器，是其量子計(jì)算發(fā)展規(guī)劃的一部分，旨在通過量子比特的擴(kuò)展和量子糾纏的深度的提升，推進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模和計(jì)算能力。此外，IBM在上述的量子計(jì)算機(jī)器中展示了一種新方法：將芯片連接到機(jī)器內(nèi)部，再將部分量子機(jī)器連接到一起，以此來形成全新的模塊化系統(tǒng)，使規(guī)模的擴(kuò)展不受物理?xiàng)l件約束，當(dāng)與新的糾錯(cuò)碼相結(jié)合時(shí)，可以在2033年前生產(chǎn)出引發(fā)全球關(guān)注的全新量子計(jì)算機(jī)。IBM希望這款芯片和機(jī)器能在10年后成為更大規(guī)模應(yīng)用體系的基石。IBM博文指出：“我們已經(jīng)進(jìn)入了量子計(jì)算的新時(shí)代，因?yàn)檫^去幾十年的主題是這項(xiàng)新技術(shù)出現(xiàn)和建立，現(xiàn)在則是奠定基礎(chǔ)，讓量子計(jì)算徹底成為現(xiàn)實(shí)以及實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。