​OQ充电站 | 量子计算目前的应用场景包括哪些？

Q1量子计算机增加比特数的难度是什么？

衡量一台量子计算机的性能，比特只是其中一个参数，还有很多相关因素。几年前英特尔制造了几千个比特的量子芯片，最后测试的数据，只能单个或两两比特相互作用，不能协同工作，所以比特数的增加是很困难的。

比如半导体中，将比特信息编译在电子这个物理载体上，操控电子需要电子相互作用的时候，最好是强关联的。不需要它们相互作用的时候，最好是完全隔断的。但在芯片上，不管是否需要电子相互作用，电子都会发出各种电磁场，这是一类待解决的问题。

另外，像超导里的量子芯片，需要在零下270多度，甚至接近绝对零度的环境下工作。随着比特数的增加，分子原子的运动会更剧烈，这会破坏低温环境，影响芯片的正常工作。增加比特数理论上虽然简单，但要工程化实现出来，还有很多困难。

Q2云和量子计算的结合，是为了解决成本的问题吗？从用户角度来看，未来量子计算机的成本非常重要。在现在数据爆炸式发展的阶段，每个人每年都可能有 6-7T 的数据增长量。但现在的瓶颈并不在于云的传输问题，而是数据的处理、算力障碍问题。举个例子，城市需要大量交通探头，每天拍摄海量图像、视频，但很多数据的存储时间只在一个月左右。怎么开发、利用算力是很大的瓶颈，这是目前要解决的一个问题。Q3量子计算目前的应用场景包括哪些？

IBM、谷歌这些先进的团队已早早入局应用场景方面的研究，像国防军事、金融、生物医药、化工材料、人工智能、大数据、智能制造等需要算力的场景，量子计算机都有发挥它强大功能的可能性，本源也在积极探索这些方向。

2018年本源正式开始探索国内的应用场景。首先是诞生很多先进技术的金融行业，包括加密解密的安全问题、风险管控问题、优化组合问题、高频交易问题等。国内保险行业、券商、银联，也都是本源的联盟伙伴，一起开发了各种应用的算法。

2021年2月，本源量子联合建信金融科技（建信金融科技为中国建设银行旗下金融科技公司）推出国内首批量子金融应用——量子期权定价应用与量子VaR值计算应用，模拟速度和准确率均超越国际同类产品。

2022年1月，由本源量子联合新华社旗下中国经济信息社新华财经共同发布的“量子金融应用”正式在新华财经App上线。这是我国量子金融应用首次接入传统手机端并与主流金融信息平台合作，也是国内量子金融应用与真实量子计算机结合后首次面向大众提供应用服务，是量子计算应用落地民用化的重要一步。

2022年7月，本源量子正式推出量子金融工程化阶段性成果——量子金融衍生品定价库。量子金融衍生品定价库是本源量子团队发布的国内首个面向程序开发者和金融专业人士的专业量子金融算法库，它是专门适用于分析期权等金融衍生品定价的开发者工具，包含复杂的奇异期权（亚式期权、一篮子期权以及障碍期权），是基于量子计算技术进行金融衍生品分析的一个行业利器。

第二个行业是需要高新技术解决问题的生物医药行业，本源和国内很多医药企业都在重点部署量子计算机，也和需要很多算力做计算化学方向的团队有交流和合作。2022年7月，本源量子研发团队和复旦大学的张俊良教授团队合作，利用量子叠加态的并行计算能力设计出新的分子晶体结构预测算法，证明了量子计算可以帮助化学家们用比传统建模方法更精准的方式，来预测晶体的分子结构。第三个是本源和政府都比较关注的气象领域，2021年河南郑州的大暴雨就是气象计算上偏差了一天，导致了100公里的偏差和人员财产的损失。未来希望量子计算能更精准地预测气象问题。本源量子团队近期也在进行量子计算流体动力学相关研究（流体力学本源量禹进展）。2021年11月，本源量子正式发布国内第一款量子计算流体力学仿真软件“本源量禹”（OriginQ QCFD），该软件基于量子有限体积法，原理上能实现对CFD仿真计算的亚线性加速。未来，在航空航天、热能动力、环境工程等领域，该软件可以进行更高效的数值仿真实验。