富国银行研究量子计算：准备迎接一场质的飞跃

这家金融机构正在研究量子计算的可行性，并筹备即将到来的颠覆性量子验证用例。银行CIO Chintan Mehta表示，“面对这样一场变革，我们不可能置身事外。”

富国银行对量子计算潜力的了解始于2019年。当时，这家金融服务公司正在探索后量子时代下一密码学新范式，并已经与多家AI研究学术机构建立起合作关系。而随着IBM决定探索量子计算研究网络，富国银行也决定亲自出手一试。

负责富国银行数字技术与创新的CIO Chintan Mehta表示，“当我们逐步揭开后量子时代密码学的神秘面纱、理解量子计算的特性之后，也就看到了相应的潜在用例，比如应用量子技术将某些交易的执行效率提升好几个数量级。”该团队还发现了计算机科学中一部分经典计算机无法在合理时间内处理的问题，也完全有望在量子技术面前迎刃而解。“我们看到了解决这些数学难题的可能性，这将大大提高生产力水平。”

量子的承诺

传统计算基于二进制算术，这是为了匹配晶体管的天然属性。传统计算机一直在努力将更多晶体管塞进更小的集成电路之内，由此持续提升算力水平。

但量子计算的出现颠覆了游戏规则，由此催生出的基本运算单元为量子比特。不同于只能表示0或1的传统晶体管，量子比特可以同时处于多种状态，因此计算能力也将呈指数级增长。在理论上，200量子比特系统的算力将是100量子比特系统的2200倍。

因此，量子计算机有望解决传统计算机根本啃不下来的“硬骨头”，特别是那些基于概率和假设情景建模的复杂多元变量。以此为基础，未来的导航系统也许能提供更科学的先进路线，将交通拥堵的可能性降至最低。是的，基于量子计算的交通优化算法能够一次性计算所有可能的先进路线，借此避免拥塞。

以往，支持跨行业高级计算的各类大型神经网络，只能依靠线性代数计算实现对数十亿个节点的训练。Mehta表示，“但量子计算能够以指数方式加速整个过程，把神经网络的构建时间从几天缩短到几分钟。”

未知中的已知

但Mehta也承认，虽然量子计算技术前景广阔，但具体实现的道路仍然充满种种未知。他解释道，“我们构想中的量子计算能力，与当前实际达成的量子计算能力间仍然存在巨大差距。这一点在高阶数学运算中体现得尤为明显。人类对于运算稳定性、也就是结果可重复性的预期，在目前的量子计算架构上根本无法实现。如果多次运行计算，那么每次得出的答案都可能有所不同。坦白讲，目前的实际量子计算机还远远达不到理论设计的水平。”

另一大未知，就是量子计算到底能不能取得如预期般的成功。Mehta比较了量子计算与人工智能，表示“我们已经确认，AI技术是真实有效的，不确定的是这些模型在具体的企业环境中还是否有效。量子计算的失败几率则更高，因为到现在我们还没有做出坚实的证明，也缺乏衡量成功的通行基准。”

那么富国银行要如何定义成功？Mehta表示，“这应该是个里程碑事件，而非具体的结果。比如我们能不能成功完成多次模拟、能不能计算傅里叶变换或者微积分等。这样的里程碑，将标志着我们能够从基础的离散数学转向更复杂的计算新高度。”

Mehta还强调，富国银行的终极目标是建立“一套强大的数学能力库，可用于构建起相应的用例。”

奠定基础

所以说，量子计算的成功类似于给一份成绩单慢慢打勾。Mehta的建议是必须参与，但要保持在低强度、高持续性的状态上。他建议道，“绝对不能把所有可支配资金都放在这上面，最重要的其实只是坚持不懈地研究。”量子计算就是这样，一旦做成回报巨大，但可能需要很长时间。

451 Research分析师James Sanders也认可这种保持耐心、长期参与的态度。作为451标准普尔全球市场情报部门的成员，Sanders表示企业最好从现在开始就尝试构建量子计算软件。

Sanders认为，“应该从现在开始审视自己，看看企业有哪些无法解决的潜在业务问题源自计算能力不足。接下来，抛开传统思维惯性，探索一下这些问题能不能用量子计算来解决。”

技术咨询公司凯捷为组织机构整理出了一份量子计算筹备指南，而前面介绍的这项评估正是其中的五大阶段之一。凯捷公司洞察与数据副总裁Satya Sachdeva表示，“评估是其中的关键一环。大家需要聘请数据科学家和专业专家来确定目前所面对的行业及组织问题，特别是那些无法用传统计算机解决、但有可能被量子计算攻克的问题。”

凯捷公司的其他建议还包括：建立小型专家团队；将最有效的用例转化为小型量子实验；与技术供应商建立长期合作伙伴关系，准备克服技术障碍；制定培养人才、扩大技能储备的长期战略。

全球技术情报公司ABI Research首席分析师Lian Jye Su也提到，目前很多技术大厂都能为刚刚起步的公司提供支持。“阿里巴巴、亚马逊、谷歌和IBM等公有云厂商都已经在为研究人员提供远程运行量子程序和实验的服务。”大家现在可以使用IBM的Qiskit、谷歌的Cirq、亚马逊的Amazon Braket等“针对传统转量子或纯量子类应用（包括机器学习）进行优化的量子电路所设计的开源库”构建量子应用程序。“所有这些服务均可在线获取。”

先发优势

Sachdeva认为，虽然专家们预计量子计算与经典计算在未来很长时间内仍将继续共存，只是其中会有部分流程会在两种计算架构之间往来转移，但企业最好从现在起就做好准备。“这代表的是一种重要的先发优势。如果迟迟不行动，优势就会丧失殆尽。”

至于富国银行，他们的量子计划正在缓慢推进。Mehta表示，CIO们必须要引导各个高级研究项目同步进行。“其他非量子能力也仍有重要意义，例如云专业基础设施等技术。而一旦那个历史性的转折点到来，当量子计算取得突破并实现算力大融合时，我们也要为届时那一波巨大的颠覆浪潮做好准备。”

而富国银行显然正在践行这项转型筹备计划。

Mehta总结道，“我们坚信，量子技术已经发展到了30到40年前经典计算的水平。换句话说，其发展速度比我们以往见过的任何事物都要快得多。面对这样一场影响未来的决定性技术变革，我们绝不可能置身事外。”