“硝烟下的量子”：以色列为何坚持让量子计算中心落地？

自2023年10月7日新一轮巴以冲突爆发以来，支持巴勒斯坦伊斯兰抵抗运动（哈马斯）的黎巴嫩真主党不时自黎巴嫩南部向以色列北部发动袭击，以军则用空袭和炮击黎南部目标进行报复，双方在以黎边境的冲突持续至今。

冲突走向扑朔迷离，局势紧张，人道主义危机加剧，停火谈判陷入僵局。而与此同时，6月17日，基于处理器的量子比特操控公司Quantum Machines在特拉维夫大学开设以色列量子计算中心（Israeli Quantum Computing Center，IQCC），包含了三大平台：Galilee（超导），Negev（光子）和Carmel（低温测试平台）。

图：Quantum Machines开放以色列量子计算中心

来源：Quantum Machines官网

图：IQCC主页及三个量子系统

来源：IQCC

图：IQCC的量子计算机

来源：Quantum Machines

“动机是将以色列放在量子（计算能力）的地图上，因为我们不想依赖其他国家和其他技术，”IQCC科学负责人Nir Alfasi告诉Times of Israel（以色列时报），“我们希望能够建立自己的技术，而不是在这场非常重要的比赛中落后。”

“我们不是在建造量子计算机，但我们希望让以色列的生态系统——研究人员、初创公司和合作机构——能够访问它们，并将最先进的量子计算机技术带到以色列。”Alfasi说。

图：Nir Alfasi（右二）与团队成员

来源：以色列时报

以色列量子计算中心（IQCC）由以色列创新局（Israel Innovation Authority）投资1亿新谢克尔（约合2700万美元）资助，由总部位于特拉维夫的量子初创公司Quantum Machines领导和运营，旨在帮助以色列在全球竞争中发展实用的量子计算能力。正式开幕式于6月24日举行，作为特拉维夫大学人工智能和网络周的一部分。IQCC提供一个面向全球的研究人员访问的资源，但以色列学术界和工业界将优先，并享受折扣体验该中心所提供的设施。

IQCC是2018年启动的12.5亿新谢克尔（约合3.36亿美元）以色列国家量子计划的一部分，旨在促进相关的量子研究，发展该领域的人力资本，鼓励工业项目，并邀请国际合作进行研发。

IQCC被描述为“最先进的量子高性能计算（HPC）中心”，据以色列时报报道，它是世界上第一个拥有来自不同供应商的不同量子比特类型的多台共置量子计算机的中心，该中心还首次部署Nvidia DGX Quantum。

硝烟下的量子

位于特拉维夫大学的IQCC配备了三套不同量子比特技术路线的量子计算机，由Quantum Machine基于处理器的OPX控制系统操作，以及经典的高性能超级计算资源。该中心由来自Quantum Machines的八名员工组成了运营团队。

据以色列时报报道，该中心的筹备和启动正值以色列陷入冲突之际，数千名科技工作者和初创公司创始人被征召参加战斗。

Alfasi说，战争确实对IQCC开业的准备工作产生了影响，一些工作人员在预备役，施工延误。

图：Quantum Machines的员工正在量子计算机旁工作

来源：以色列时报

“首先，我们在让工程师安装来自芬兰或英国的硬件系统时遇到了问题，”Alfasi说，“如果他们不想来，或者我们不能把他们带到以色列，我们就只能远程进行安装。”

尽管这家初创公司设法克服了“额外的挑战”，但这导致了中心的启动有所延迟，Alfasi表示，该中心是开发新量子计算技术的“世界上装备最好的测试平台”。该中心将为当地初创企业和学术界提供先进的研究设施，并作为量子计算技术发展的试验台。

Quantum Machines由屡获殊荣的量子电子学专家Itamar Sivan博士、Yonatan Cohen博士和Nissim Ofek博士于2018年创立，致力于开发用于控制和操作量子比特系统的硬件和软件解决方案。它还开发了QUA，这是一种用于量子计算机的标准通用语言，这家初创公司表示，它允许研究人员和科学家使用一个统一的代码为各种量子计算机编写程序。

图：Quantum Machines的创始人之一Yonatan Cohen博士

来源：以色列时报

“在IQCC之前，量子处理器芯片的开发人员需要建立自己的测试设置，耗资数百万美元，”担任Quantum Machines首席技术官的Cohen说，“现在，研究人员可以将他们的芯片插入我们的测试平台，从世界上最先进的装置中受益，从而加快他们的开发过程并显着降低成本。”

在IQCC开放之前，Quantum Machines于2023年3月与GPU巨头之一的美国公司英伟达（Nvidia）联手开发了一种新的硬件系统，以连接和集成量子计算机与经典计算机。新系统Nvidia DGX Quantum首先部署在IQCC上。这一新的硬件系统由八个Nvidia A100组成。该中心的其他本地超级计算机资源包括4个Nvidia Grace Hopper超级芯片和128个AMD Epyc 9334 vCPU，其云计算资源由AWS（亚马逊）提供。

图：Nvidia DGX Quantum

来源：Nvidia

“量子计算对日常问题还不是真正有用的，”Alfasi说，“我们相信，最近的未来一步是混合量子和经典高性能计算，以便能够释放量子计算的全部潜力。”

“世界上所有最先进的量子计算研究机构都已关闭，或者对其组织外部的人提供非常有限的访问，”Quantum Machines首席执行官兼联合创始人Itamar Sivan博士说，“如果你需要飞越半个地球才能获得有限的访问，你就无法竞争。”

事实上，谷歌、Microsoft、IBM和英特尔等科技巨头都在快速竞相打造一件大事，让量子计算更可行、更易用。与此同时，中国、美国、德国、印度和日本等国家也在投入巨额资金开发其独特的量子能力，在有望成为计算新时代的霸主地位。

“当我们考虑什么将推动量子计算向前发展时，我们意识到在互操作性、模块化以及与高性能计算（HPC）和云的集成方面构建最先进的设施是必经之路，”Sivan说，“我们的开放式架构方法将确保该设施能够不断升级和扩展，以保持在最前沿，使其成为以色列和国际上整个生态系统的加速器。”

以色列的量子之路

“量子计算是以色列产业中不能忽视的一项技术。”以色列创新局首席执行官Dror Bin表示。

早在2018年，以色列发起国家量子倡议（INQI），同时，以色列国防部和以色列科学基金会（ISF）设立预算为1亿美元的多年期量子科技专项研究基金。

2022年2月，以色列创新局和国防部国防研究与发展局（IMOD DDR&D）宣布，将投资2亿新谢克尔（约合5370万美元）开发该国第一台量子计算机，用于学术界、当地高科技产业和安全机构的研发工作。以色列希望借该项目奠定量子技术基础，构建独立自主的量子计算能力。

图：以色列宣布建造以色列首台量子计算机

来源：以色列政府官网

2022年7月，以色列创新局宣传建立以色列量子计算中心。

图：以色列创新局宣布建立以色列量子计算中心

来源：以色列政府官网

由于以色列当时没有研发量子计算机的企业和科研院所，也没有相关经验，所以寻求了外国科技公司的帮助。但以色列创新局表示，不会直接购买这些公司的现成产品，希望自己开发量子计算机和程序本身。参与该项目的外国公司必须在以色列建立研究机构，根据以色列的知识产权，与以方人员合作研制量子计算机，其目的是形成以色列开发量子计算机的本土经验与知识，培训本土研究人员。

以色列认为，未来量子计算将与先进武器一样，被视为一种关乎战略安全的要素，届时不一定能从其他国家购买。例如，目前量子计算机将使强大的通信编码成为可能，可以操作导航、雷达和传感器系统，这些系统将比现有的更强大，未来没有这种能力的国家将在技术和安全方面落后。

“量子计算在各个层面都显示出成为未来国家安全和技术优势重要组成部分的迹象。”以色列国防研究与发展局负责人Danny Gold表示，“在国家项目框架下启动这一进程是以色列在该地区实现独立的重要一步。”

2022年12月，以色列创新局概述了2023年的重点领域，并宣布拨款约1.5亿新谢克尔（约合4000万美元）预算，用于启动三个创新联盟，重点关注集成光子学、超材料和超表面以及黑水虻养殖。其中，集成光子学联盟提到：“将光视为数据处理、芯片、通信和拦截系统的工具——以色列创新局技术基础设施部研究委员会已批准三年内约4000万新谢克尔的预算。该联盟将寻求推进的关键领域包括：集成光子光源，它是量子计算机发展的垫脚石，但本身作为独立组件也具有市场价值。”

图：以色列创新局概述2023年新技术趋势

来源：以色列政府官网

2023年5月，以色列前总理Naftali Bennett（纳夫塔利·贝内特）出任以色列量子科技企业Quantum Source的董事会成员，也反映出以色列从国家高度向量子领域予以高度重视与战略指导。Quantum Source是一家成立于2021年的初创公司，从事光量子技术路线的研发，以实现大规模容错量子计算。

图：以色列前总理Naftali Bennett为Quantum Source董事会成员

来源：Quantum Source

全球量子产业正在不断发展着。国际前沿科技咨询机构ICV预测，2023年，全球量子产业规模达到47亿美元，2023至2028年的年平均增长率（CAGR）达到43.8%，基本符合行业发展规律。到2035年量子总市场规模有望达到8117亿美元。这一接近万亿级别的市场规模标志着量子计算会在此进入全面成熟和商业化的关键阶段，预示着未来量子计算将在各个领域带来深远而持久的影响。