近日，有消息表示，Google 率先實(shí)現(xiàn)Quantum supremacy。毫無(wú)疑問(wèn)，這會(huì)是量子計(jì)算領(lǐng)域里程碑式的新聞。
那么，Quantum supremacy是什么？這項(xiàng)技術(shù)對(duì)汽車未來(lái)發(fā)展有何幫助？我們逐一來(lái)看。
概念層面
所謂的Quantum supremacy，直譯為量子霸權(quán)，一般指的是量子計(jì)算在某一個(gè)問(wèn)題上，可以解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)不能解決的問(wèn)題或者是比經(jīng)典計(jì)算機(jī)有顯著的加速（一般是指數(shù)加速）。
用人話來(lái)說(shuō)便是，量子霸權(quán)有著完勝傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的頂級(jí)計(jì)算能力，但是直到現(xiàn)在，我們的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基本上仍采用與該領(lǐng)域出現(xiàn)之初相同的硬件架構(gòu)。
那為什么量子霸權(quán)卻有著頂級(jí)的性能呢？
在宇宙和物質(zhì)的原子和亞原子層面上，有些方面對(duì)人類來(lái)說(shuō)似乎有些神秘，普通物理學(xué)很難解釋。因此，我們有了一個(gè)新研究領(lǐng)域——量子力學(xué)。
量子力學(xué)提供的一些理論確實(shí)解釋了在粒子和亞粒子水平上發(fā)生的不尋常行為。例如，當(dāng)粒子之間相距較遠(yuǎn)時(shí)，它們似乎可以以某種方式相互連接，但卻沒(méi)有明顯的理由說(shuō)明為什么不同的粒子之間能夠相互連接。一般來(lái)說(shuō)，這被稱為量子糾纏。
對(duì)于計(jì)算機(jī)，人們認(rèn)為可以利用量子方法來(lái)構(gòu)造比特和字節(jié)，即內(nèi)存組件，并有可能極大地提高計(jì)算機(jī)的內(nèi)存能力。又由于這會(huì)是一種與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不同的構(gòu)造，因此被稱為量子計(jì)算，單位是“qubit”（量子位，除了處于“ 0” 態(tài)或“ 1” 態(tài)外，還可處于疊加態(tài)）。
量子位有點(diǎn)類似于二進(jìn)位制信息單位比特，只不過(guò)被加速了。因此它們本質(zhì)上要更快，比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快得多。另一個(gè)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)早期的相似之處是，現(xiàn)階段建造一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)非常昂貴、體積也比較大，還需要大量的冷卻，而且它只有少量的量子位。
扯了這么多概念的東西，我們說(shuō)回汽車。
我們都知道，現(xiàn)階段的自動(dòng)駕駛汽車，其實(shí)并不能做到完全自動(dòng)駕駛，也就是L4級(jí)以上的自動(dòng)駕駛。而這項(xiàng)技術(shù)的瓶頸，除了對(duì) V2X 的依賴之外， 最底層的技術(shù)其實(shí)就是對(duì)算力的要求，這一點(diǎn)也正是量子計(jì)算所能做到的。
自動(dòng)駕駛汽車將擁有OTA技術(shù)，從云端獲取機(jī)載AI系統(tǒng)更新，并將自動(dòng)駕駛汽車收集的數(shù)據(jù)傳送回去。正是在云計(jì)算中，量子計(jì)算機(jī)的超高速運(yùn)轉(zhuǎn)能力就凸顯出來(lái)，成為協(xié)助自動(dòng)駕駛汽車的有力幫手。
只不過(guò)，現(xiàn)在的量子計(jì)算還處于早期版本，錯(cuò)誤率很高。如何處理和減少量子位的系統(tǒng)錯(cuò)誤率（通常被稱為量子噪聲問(wèn)題）一直是研究的焦點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，云量子計(jì)算機(jī)可以用無(wú)數(shù)種方式協(xié)助自動(dòng)駕駛汽車。
例如，我們知道自動(dòng)駕駛汽車上的AI系統(tǒng)可以根據(jù)收集的道路數(shù)據(jù)分析，不時(shí)進(jìn)行更新；接下來(lái)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和深度學(xué)習(xí)（DL）的形式，AI系統(tǒng)在云計(jì)算中得到增強(qiáng)、在模擬道路數(shù)據(jù)上進(jìn)行測(cè)試；然后當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒時(shí)，就會(huì)將其推送給自動(dòng)駕駛汽車。
ML/DL在云端的計(jì)算工作量可能非常大，對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，會(huì)耗費(fèi)大量的計(jì)算周期，運(yùn)營(yíng)成本會(huì)很高。從車輛的角度來(lái)說(shuō)，這意味著機(jī)載AI系統(tǒng)獲得更新需要時(shí)間。
如果，在云端用量子計(jì)算機(jī)參與AI增強(qiáng)任務(wù)的話，其巨大的速度優(yōu)勢(shì)或許能夠生成一種經(jīng)過(guò)修正的AI，進(jìn)而更快地推送給整個(gè)自動(dòng)駕駛車隊(duì)。除此之外，在云中使用量子計(jì)算機(jī)的另一個(gè)潛力是讓它進(jìn)行汽車交通調(diào)度和交通管理。
再說(shuō)回剛才介紹的 V2X 技術(shù)。
一旦智慧城市的概念落實(shí)之后，自動(dòng)駕駛汽車將會(huì)面臨巨大的數(shù)據(jù)考驗(yàn)，除了通過(guò)V2V（車對(duì)車）和V2I（車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施）進(jìn)行電子通信外，它們還可能與一個(gè)“主”交通管理系統(tǒng)進(jìn)行交互，該系統(tǒng)將試圖使成千上萬(wàn)輛汽車的流量保持平衡。
進(jìn)行流量管理的計(jì)算工作量可能相當(dāng)大，因此云量子計(jì)算機(jī)就能發(fā)揮其作用。量子計(jì)算機(jī)的車載AI可以在云中咨詢，得到一個(gè)額外的“意見(jiàn)”。
當(dāng)然，如果你試圖單獨(dú)依靠量子計(jì)算機(jī)對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，那么勸你還是打消這個(gè)念頭。因?yàn)闊o(wú)論是讓人類遠(yuǎn)程駕駛還是量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行同樣的操作，只要涉及乘客的遠(yuǎn)程相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的安全來(lái)說(shuō)都不是什么好事兒。
寫在后面
其實(shí)，在現(xiàn)階段來(lái)談量子計(jì)算，并不是一個(gè)很好的時(shí)間，因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域正處于剛剛起步階段。我們并不否認(rèn)了量子計(jì)算機(jī)對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)而言所能達(dá)到的高度，但我們也沒(méi)有必要過(guò)早的去對(duì)量子計(jì)算機(jī)充滿想象或擔(dān)憂。
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