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IonQ的CEO Peter Chapma，从70年代中期就从事高科技行业，至今已有45年左右。在接受媒体采访时，Peter Chapman谈到IonQ扩展计算机和提供业务价值的计划、量子客户的最佳应用程序开发合作伙伴、IonQ的新量子制造工厂、他的招聘理念等。本文整理了相关访谈记录。

Q：是什么让你投入到量子计算领域？

A：当我查看维基百科时，关于量子计算的部分还是空白。所以我想：好吧，我要从事量子计算工作，相信25年后，它会填补维基百科的空白。我学会的第一台计算机是PDP-11，从PDP-11到今天的量子计算机是一段有趣的旅程。

Q：客户通常关注更大的计算机和纠错能力，以便扩展现有技术。每个CEO都说他们的技术是最好的，无论是超导还是离子阱等路线。您怎么看？您有什么计划来扩大量子计算机规模？

A：这是一个很好的问题。老实说，这就像1980年的硅，每个公司都在竞争，一开始并未明确最重要的是产量、晶体管数量、栅极速度和制造成本，当时各个公司使用了各种不同的技术和方法。所以现在的问题是，如何进行扩展？什么时候需要扩展？肯定需要纠错，但要拖延到纠错的时间越长越好，纠错将产生成本，因为需要消耗大量的量子比特才能进行纠错。因此，我们先要获得足够的性能，才能实现我们的量子优势。

这涉及到：减少系统中的噪声和错误率，以及平均两个量子比特门的保真度。要注意的是：真正重要的是平均两个量子比特门的保真度，而不是最好的两个量子比特门的保真度。一对做得很好的量子比特并不能构成算法，需要每一对量子比特都做得相当好，所以我们强调的是平均两个量子比特门保真度。它还有另一种好处：所需的纠错量是对应错误的一个函数。因此，我们的目标是在原生门中达到大约 99.99%的保真度，然后再使用纠错来突破极限，这让我们具备核心竞争力。如今，离子阱具有业内最佳的门保真度。

Q：关于扩展，您认为需要多大的计算机才能为大量客户群提供足够的业务价值？

A：在学术上存在的问题：什么时候能达到实现经典计算机做不到的事情的地步？对我们来说，真正的问题是：我们的量子计算机和量子算法能否提供商业价值？即使使用我们现有的量子计算机，我们也可以提出在我们的硬件上运行的算法，特别是在机器学习方面，能击败最好的经典算法。尽管硬件还不如最好的经典超级计算机。但我认为，客户不在乎这个。学术问题并不重要，关键是我们有更好的工具吗？

Q：为了提供客户价值，还需要硬件之外的软件。现在，一些公司拥有更多的全栈产品、顾问大军、大型生态系统和硬件等。您如何在该市场中竞争，您对全栈与硬件有何看法？

A：确实，我们需要扬长避短，在我们擅长的应用层进行深耕。我们有一个利用我们硬件运行的操作系统，以及一组编译器和工具，人们在使用我们的量子计算机时，甚至可能不知道他们正在使用量子技术。还有Qiskit层和位于上面的库。在这方面，IonQ非常独特，因为即使是我们的竞争对手，他们的框架都运行在IonQ硬件之上。因此，我认为IonQ是唯一可以在IonQ硬件上运行我们竞争对手的每个工具集的地方，这是独一无二的。

例如，Q#无法在其他平台上运行，但可以在我们的硬件上运行。因此，重要的是：我们要确保自身硬件与所有现有软件都能很好地配合使用。人们一直急于确保他们的软件与IonQ硬件配合使用，使竞争对手无法企及。

Q：那么服务层呢？您提到了机器学习。机器学习是通用的，您是怎么做到使其服务于特定客户？

A：原因之一是我们确实与所有软件平台具有完整的软件兼容性。如果在Qiskit或其他方面有突破，那将在我们的硬件上良好运行，但我们也与三家云提供商合作，我们有和埃森哲这样的公司密切合作。此外，我们内部还有一个规模虽小但在不断壮大的应用团队，他们也一直直接与客户合作。

Q：有些客户不太愿意与硬件或量子软件供应商合作，因为他们需要具备特定于应用程序的专业知识。因此，如果有供应链问题，他们会倾向于去找一家供应链公司，这个供应链公司可能使用量子，也可能不会使用量子，不一定必须是量子软件或硬件公司。对此您怎么看？

A：嗯，这是事实。我们不能在所有方面成为专家，所以必须清楚要专攻的是什么。所以我们决定将IonQ的应用和精力集中在机器学习和化学领域。还有许多其他领域可以关注，但还需要有一些领域的专业知识才能解决问题。

我记得我的第一台Apple II是在6502处理器上安装的，我父亲是一名天体物理学家，他打算和我做一个视频游戏，游戏名字叫Rock Belter Hounds，是一个关于太阳系的太空游戏。我们在Apple II上绘制了一些椭圆形，使用浮点来表示行星，在旧的6502上生成一个椭圆花了几个小时。当我们用整数查找和整数数学替换所有的浮点数学时，大大缩短了生成一个椭圆需要的时间。

这就是我们现在在量子方面所处的位置，我们需要对算法保持敏锐，并能利用硬件真正深入人心。我想说的是，我们已经一次又一次地看到人们研发应用程序，第一次可能不会运行。我们将与他们坐下来讨论，优化他们的算法，以更好地利用硬件的功能，就像40年前我们在Apple II中所做的那样。因此，我认为从事应用程序工作的人员与硬件供应商合作非常重要，通过合作来优化他们的特定应用程序，从而真正获得最佳性能。

Q：您已经与不少客户合作过，您最引以为豪的研究案例是什么？

A：我很喜欢我们与埃森哲（Accenture）合作开发分解PFAS（永恒分子）的化学模型，因为PFAS是一个重大问题，我们能为解决方案做出贡献，这会影响到每个人。就我个人而言，我真的很喜欢机器学习的东西，它也是我的背景，看到机器学习的进步真的很高兴。我们已经证明，我们可以在量子计算机和经典硬件上创建机器学习模型，其中黑匣子捕获的信号要比经典的多，这非常酷。

另外，我们可以击败最好的经典算法，但提交的功能数据集减少了1000倍。利用Chat GPT之类的东西创建该模型非常昂贵。也许在未来利用量子计算机可以创建这种复杂模型，但这些模型只能由世界上最大的公司创建。现在突然之间，每个人都可以用更小的数据集来做到这一点，这也非常酷，我们正在使大型机器学习民主化。

Q：客户担心功耗吗？这是他们可能选择使用量子计算机的原因之一吗？

A：将更多的英特尔处理器放入超级计算机很容易，但它消耗了一个小城市的电力，那么谁能负担得起呢？因此，如果我们在获得更多的计算能力时，不能让功耗随之线性增长。有人说一些最大的超级计算机开始消耗胡佛水坝的电力，如果这是真的，那就太可怕了。统计数据表明，美国电网中有很大一部分正在为数据中心供电，也许可以用能耗更低的量子计算机来替换大量数据中心。

Q：您宣布要建立制造中心，为什么需要一个制造中心，您将要制造什么呢？规模有多大？

A：我们要在西雅图开设一个65,000平方英尺的新中心。因为我们需要扩大制造业务，以满足预计的未来需求。我们要在大学公园建造更多的量子计算机，另外，西雅图的小组将致力于量子计算机的产品化。今天的许多量子计算机都是非常脆弱的定制系统，是由物理学家精心创造的。无论是我们的量子计算机，还是超导的或其他的量子计算机，在芯片上能放置的量子比特数迟早都会达到极限，但所有的量子计算机都要达到规模，所以需要跨越多个QPU，将它们联网在一起。

但需要降低量子计算机的成本，这样才能达到规模。今天的超级计算机由20万个处理器组成。我们需要考虑如何集成到一个数据中心，那里有数千台量子计算机，这些计算机都联网在一起，它们都像一台超级计算机一样，作为一个整体工作。这些单个单元的成本真的很昂贵，量子计算将像欧洲核子研究中心一样，一个国家才能负担得起。IonQ的愿景是，我们希望拥有数千台量子计算机。因此，在西雅图中心，将研究一种机架式量子计算机，该计算机的占地面积比现有的要小得多，并且维护更方便。

我们现在正在研究量子计算机网络，这不是为了通信，而是为了计算，在QPU之间进行纠缠。要做到这一点，需要大量的量子计算机。

Q：如果您能和一位量子巨人共进晚餐，您希望那个人是谁呢？

A：首先，我想和很多量子大师共进晚餐，这很有趣。我希望可以有机会听费曼的讲座，我父亲听他的讲座时，我还太小。如果能和费曼共进晚餐，那真是太棒了。

Q：关于高管招聘，您希望IonQ招聘哪种类型的人才？

A：很幸运，我们现在拥有一支伟大的团队。我们已经从最好的公司中挑选，并设法吸引了一些优秀的公司高管，他们来自Blue Origin，谷歌和Facebook等公司。我赞同比尔盖茨的理念，在20世纪90年代，微软是山丘之王。有人问比尔：你成功的秘诀是什么？他说：‘招聘人才，我相信他们会做好我交给他们的工作，我尽量不对他们进行微观管理。因为如果到了微观管理的地步，我们可能会有问题’。因此，我希望招聘能够占据我们业务的一部分，并完全独立运营的人，而无需我进行大量监督，很幸运我们组建了这样的团队。

Q：您对客户有什么建议？在考虑量子计算机时该做什么和不该做什么?

A：这是一个很好的问题。需要做出预测：量子计算机及其应用什么时候开始比现有的更好？一些公司出局是因为他们不打算在十年或更长时间内拥有硬件。IonQ 已经制作了一份路线图，显示从现在起的短短两年内，我们将拥有64个算法量子比特，这意味着能够创建具有大约3，600个门的应用程序。我们预计，量子比特若具有这种保真度和数量，将能超过当今经典计算机的能力。

我们也利用这些信息来确定：我们将在哪里投资我们的软件资源来创建应用程序。比如我们想在手机上做光学字符识别，但手机还不够好，我们需要相机的焦距、处理器、内存和相机的分辨率必须比市售的要好得多。我们预计两年后，有人会推出一部能满足我们硬件需求的手机。于是我们告诉自己：“创建这个软件需要两年时间。因此，现在是开始开发该应用程序的时候了。”不久前，我们所需要的手机果然推出了，与此同时，我们的软件也已经准备好了，该应用程序在世界移动通信大会上赢得了年度最佳移动应用程序。

当硬件到来时，我们已经为它做好了准备。因此，我要对客户说的是，如果你看看IonQ的路线图，几年前我们发布了一些技术里程碑，现在已经很好地实现了。大约两年后，我们有望达到64个算法量子比特。人们需要两年时间才能创建生产就绪的应用程序。任何首席执行官都不会感到惊讶，编写一个经典的应用程序需要两年时间。它涉及的不仅仅是创建标准应用程序，你将不得不找到算法。你不能去GitHub上为你的经典东西下载一堆算法。你的团队将不得不去创建这些算法。大型财富1000强的公司也会面临落后的风险，随着时间的推移，前瞻性的预测和规划将变得更加关键。

编译：卉可

编辑：慕一