量子计算有哪些业务价值？如何帮助企业实现目标？

极客网·企业级IT 10月11日 量子计算是一种不断发展的新技术，有望增强一系列业务操作。基于关注自然界最小维度的量子力学（例如分子、原子和亚原子粒子），量子计算机旨在为复杂的业务问题提供更快的解决方案。 

量子计算的基础是一个被称为“量子比特”的信息单位。与只有“0”或“1”数值的经典比特不同的是，量子比特可以有介于“0”和“1”之间的任何形式，实现“叠加”。如果结合起来，多个量子比特就可以在同一时间产生许多结果。每增加一个量子比特，其搜索空间将会呈指数级增长。

许多企业都在研究量子如何促进业务发展，并提供新的用例。比如Reply公司正在探索如何利用量子计算为物流、投资组合管理和故障检测等领域提供更优化的解决方案。 

量子计算可能带来的业务价值 

Reply公司数据科学家、量子计算实践负责人Johannes Oberreuter对于量子计算如何帮助企业实现目标进行了阐述和分析。 

首先，该公司发现第一件能带来价值的事情是优化问题。其中一个例子是‘旅行推销员问题’，它在物流领域有很多应用，也需要考虑到复杂性和限制因素，比如在新冠疫情蔓延期间。 

在通常情况下，那些被发现过于复杂而无法在传统硬件上优化的问题，会通过一些启发式方法来解决。通常，在该领域有经验的团队或个人可以帮助解决这个问题，但他们还不知道现在是否有更好的解决方案。量子计算允许以一种类似于愿望清单的结构化方式来呈现问题，包含所有的业务复杂性。它们都被编码到一个目标函数中，然后可以用结构化的方式求解。 

一些企业已经使用了各种算法和方法试图解决优化问题。寻找具有目标函数的最优解仍然是一个难以解决的问题，但在这里，量子计算机可以解决这个问题。”

不断攀升的量子比特数

Oberrenter表示，一旦量子计算机参与到问题解决过程中，就能真正找到最优解决方案。虽然目前适用于此类问题的量子计算机现在有5000多个量子比特，但许多采用Reply公司服务的用户经常发现，他们所遇到的问题需要16000～20000个变量，这需要在该领域取得更多进展。 

他表示，“可以通过近似来解决这个问题，我们一直在编写一个程序来确定这个目标函数的近似解，我们已经在通常所需的量子比特数之外进行了测试。该系统的设置防止运行时间呈指数级增长，从而使业务友好的运行时间缩短了几秒钟。虽然这降低了解决方案的质量，但我们得到的结果比业务启发方式提供的结果要好出10%～15%。” 

通过概念验证，Reply公司已经能够帮助客户克服缺乏量子专业知识的挑战。通过利用和积累该领域的经验，采用“齐心协力”的方法有助于阐明如何更有效地开发解决方案。

量子机器学习

在过去的几年，机器学习在帮助数据业务流程自动化方面越来越突出，并帮助企业更快地实现目标。然而，机器学习项目有时会遇到缺乏数据和计算成本的问题。为了解决这个问题，Reply公司一直在关注量子计算带来的解决问题的能力。 

Oberreuter解释说:“我们发现，量子机器学习可以找到更好的解决方案，即使目前可用的硬件有限。虽然可能永远不会有端到端的量子机器学习工作流，但将量子计算集成到当前的机器学习工作流中是有用的。

一些云计算供应商现在提供量子处理器（QPU）。在复杂任务的深度学习设置中，如果它改进了当前的模型，可以通过单个调用轻松地从云计算提供商租用它进行试验。 

Oberreuter表示，“从我们对宝马公司和AWS公司承担的量子挑战的贡献中，我们发现有趣的是机器学习模型与量子模型的结合。前者非常擅长从图像等非结构化数据中提取属性，然后用量子表示将其结合起来，这为分类提供了优势。” 

量子网络安全 

此外，人们正在探索量子技术用于网络安全，他们认为量子计算机很快就可以解决当前技术无法解决的问题。Reply公司引用了一种特殊的算法，它可以通过量子计算来解决，这就是RSA密钥加密算法，虽然这种算法目前被认为是安全的，但估计只需要6000个无错误的量子比特能够在两周的时间内破解。 

Oberreter说：“用于网络安全的量子技术现在已经上市，我们正在向客户提供这种技术，以抵御这种网络安全方面的威胁。量子力学有一个所谓的‘不克隆定理’，它可以防止用户复制通过通信通道发送的消息。为了实现这一点，关键是需要一个专门的量子通道。我们有专门从事网络安全的专家，他们一直在努力设计这些产品。” 

生成海报

免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。