量子计算竞赛已越过硬件发展阶段 转向软件与应用

随着风险投资日益支持算法的进步，软件公司在量子计算领域发展势头强劲，这标志着曾经由硬件创新主导的行业正在发生转变。虽然这股投资浪潮正在重塑该行业，但硬件方面的突破对于实现真正的量子优势仍然至关重要。

一个值得注意的例子是英国量子算法专家Phasecraft从投资者那里获得了 3400 万美元，其中包括与丹麦制药巨头诺和诺德有关联的实体。

多年来，构建能够实际解决问题的量子计算机的竞赛一直集中在利用量子力学现象的工程系统上。如今，随着这些硬件系统逐渐接近实用化，人们的注意力正迅速转向释放量子计算全部潜力所需的软件。

IBM 前量子专家鲍勃·苏特 (Bob Sutor) 向《金融时报》表示：“在某种程度上，人们只关心应用程序。”他指出，传统计算的历史一直将软件置于价值创造的中心。

最近的研究强调了能够拓宽该技术应用范围的算法。例如，一位Google研究人员声称，运行 Shor 算法所需的硬件减少了 20 倍，而 Shor 算法以其理论上能够破解广泛使用的加密协议而闻名。

量子计算有望在化学和材料科学领域首次产生实际影响，因为对原子和分子行为进行建模至关重要。

这些软件方面的突破令人们更加乐观地认为，量子优势（即量子计算机在特定计算方面超越传统计算机的临界点）可能即将到来。Phasecraft 首席执行官 Ashley Montanaro 预计，该公司的算法最早明年春天就能处理“具有科学重要性”的计算，并暗示一些商业应用可能在几年内准备就绪。

目前，人们的共识是，量子计算将首先在化学和材料科学领域产生有意义的影响，因为它可以更有效地模拟原子和分子。

Phasecraft 报告了其在增强密度泛函理论方面的进展。密度泛函理论是一种广泛使用的方法，通过将量子算法与经典计算相结合来模拟原子级行为。研究员 Barrett 解释说，即使是微小的改进，“也会对我们理解化学以及控制化学系统的能力产生巨大的价值”。

这对气候科学和药物研发意义重大。由于锂原子建模相对简单，量子模拟可以加速寻找更佳电池材料并推动储能技术的发展。苏托尔指出，电池化学可能是首批受益于量子计算的领域之一，而类似的方法有望为诺和诺德等制药公司在研发新型候选药物时带来突破。

不过，蒙塔纳罗警告称，短期内进展可能仍然有限。“我们经历了量子炒作的巅峰，”他说。“当时有很多兴奋之情，但我认为在某些情况下，这种兴奋并没有被足够的现实所抑制。”