近段時間，元宇宙和算力成為科技行業兩大“熱詞”。那么，元宇宙和算力之間是否有關系？作為構建數字經濟的重要“底座”，算力在元宇宙的世界中發揮怎樣的作用?量子計算是元宇宙實現的必備條件嗎？

算力是新型生產要素，是構筑數字社會的基石。元宇宙這一新型數字環境的構建，不僅需要算力，而且需要超強算力的支撐。

沒有算力網絡支撐，元宇宙是不可能實現的。因為，元宇宙對信息通信技術以及相關基礎設施提出了非常高的要求，沒有強大算力網絡的有力支撐，元宇宙就如同空中樓閣一般，停留在想象之中。

元宇宙到底需要多少算力？

一直以來，元宇宙強調數字空間、虛擬世界，但是并不是說只是數字空間、虛擬世界，而是可以實現虛擬世界和現實世界、現實社會的交互，可以實現以虛強實，因此元宇宙是一個驅動數字技術創新、賦能實體經濟的重要新賽道，而且有觀點認為，元宇宙的最終理想形態，對算力資源的需求是多元化的。

而在算力發揮怎樣的作用方面，不僅僅是云平臺、服務器、數據庫的算力，也包括從數據采集、到數據傳輸、到用戶交互、邊緣計算的算力，需要開展多元算力創新，強化算力規模，提升算力魯棒性，需要結合數字政府、數字金融、數字化工廠、智能制造、遠程醫療、虛擬現實教育等多個場景實現全流程、一體化數據格式規范、接口模型規范、計算協議規范，充分利用人工智能技術，在語音識別、圖形圖像識別、文字處理、環境感知、事物屬性等方面加以集成應用，從而更好地利用數據中心、超算中心、智算中心的算力支持宏觀的、復雜的預測與決策、中觀的數據統計分析、乃至海量的一般生活應用，這是元宇宙發展的基礎。

此前有相關預測顯示，按照元宇宙的構想，至少需要現在算力的10的6次方倍。

這也意味著，元宇宙所需要的算力，是現有的技術無法實現的。元宇宙時代的算力、元宇宙的芯片，一定是基于量子計算技術、量子科學的芯片再融合AI技術來構建與實現的。

分析公司Gartner預測，到2026年，全球30%的企業機構擁有用于元宇宙的產品和服務。元宇宙未來走向何方，我們不得而知，但是算力時代的到來是毋庸置疑的。

當下，無論是元宇宙，還是智慧醫療、無人駕駛、金融科技、量子計算等技術和應用的落地都需要計算力的支撐。

可以說，算力已經成為衡量一個國家數字經濟發展水平的重要指標，將為各行各業的數字化轉型注入強勁動力，是驅動經濟社會高質量發展的新引擎。

量子計算離商用還有多遠？

既然都知道算力的重要性，那么，傳說中的量子計算距離我們有多遠呢？

需要指出的是，量子計算行業目前處于早期探索階段，核心參與者不多，產業鏈上下游較為清晰，目前國外科技巨頭如?IBM、谷歌、亞馬遜、微軟、英特爾、霍尼韋爾等處于行業領先地位，IonQ、Rigetti、PsiQuantum等量子計算新貴已獲得數億美元的風險投資，實力同樣雄厚。

量子計算機

對于中國來講，國內科技巨頭阿里巴巴、百度、騰訊、華為等也在跟進，但國內領先的量子計算公司主要是以本源量子、國盾量子等為代表的依托高校的公司。

總體上來看，國內外量子計算產業鏈已經初具雛形。

目前，量子計算商業嘗試主要有兩方面，其中一個是量子軟件，量子軟件相對于硬件的高投入與高技術來說，相對更容易一些，但仍充滿荊棘。創建量子算法并不像使用經典算法并使其適應量子世界那么簡單。相反，量子計算需要一種全新的編程模式，這種模式只能在全新的軟件堆棧上運行。

一些硬件提供商也開發軟件工具，其中最成熟的是IBM的開源量子軟件開發套件Qiskit。除此之外，包括專門致力于創建量子軟件的公司，例如薩帕塔、QC?Ware?或?1QBit等企業，均提供了理解量子語言的工具。

越來越多的有希望的伙伴關系正在形成，將生態系統的不同部分聚集在一起。例如，霍尼韋爾公司和量子軟件公司劍橋量子計算公司(CQC)最近結成聯盟，讓分析師預測，一個新的玩家可能會在量子競賽中處于領先地位。

另一個是云量子計算，由于量子計算機對超高真空室、低溫控制系統和其他奇異的量子儀器的強需求，使得絕大多數量子系統目前都牢牢地坐在實驗室環境中，而不是被送到客戶的數據中心。

因此，為了讓用戶訪問這些設備，目前部分量子計算企業正推出商業量子計算云服務，使更廣泛的客戶能夠訪問該技術。日前，IBM和谷歌都把自己的量子處理器放在云上，而微軟的Azure量子和AWS的Braket服務允許客戶從第三方量子硬件提供商訪問計算機。

要問量子計算還有多遠，我們只能說，在可以預見的未來量子計算將主流，但在成為主流之前，它還存在著一些技術層面的難點需要攻克。

未來，各行業量子計算應用場景在哪里？

從行業上來說，量子計算的潛在應用主要包括金融、交通、物流、制藥、化工、航空、能源、氣象等領域。

• 其中，從制藥、化工、新材料行業來看，量子計算可模擬分子特性，有望通過計算機數字形式直接幫助研究人員獲得大型分子性狀，縮短理論驗證時間，極大地推動制藥行業藥品研發和開發新型材料。
• 而針對金融行業，量子計算非常適合復雜的金融建模，在投資組合定價、衍生品定價等方面具有潛在優勢。據不完全統計，全球已有超過25家國際大型銀行及金融機構與量子計算企業開展合作研究。
• 航空業，量子計算有助于解決航空行業面臨的一些最嚴峻的挑戰，從基礎材料科學研究、機器學習優化到復雜的系統優化，而且有可能改變飛機的制造和飛行方式。氣象行業，量子計算可以有效和快速處理包含多個變量的大量數據，而且，并行計算和不斷優化的算法，可促進對氣象條件的跟蹤和預測，有助于提高天氣預報的準確性。此外，量子計算機還可通過機器學習來識別和理解不同的天氣模式。

寫在最后

現在，對于量子技術的蓬勃發展，我們應該保持理性樂觀的態度，現在技術快速增長與資金投入和過去的20年理論與實驗的默默耕耘是密不可分的。

就好比1940年代人類構建出巨大的經典計算機后，大部分人都預言這樣的計算機全世界只需要幾臺，沒有人知道80年后，這個發明對我們生活產生的巨大影響。

當下，我們也很難預言量子計算機的出現，將會如何改變50年后的人類社會。這對于我們來說是一個機遇與挑戰，要始終相信新一輪的量子革命也終究會對我們的生活產生積極的影響。