作者:冉伟
在人类历史上,有众多的科学会议对后世的科技发展产生了持续的重大影响。如果有时光穿梭机,估计不少人都想回到1927年的第五次索尔维会议。

1927年第五次索尔维会议上的科学家合影

这场会议之所以备受关注,一方面因为集结了当时全球最顶尖、最熠熠生辉的物理学家,而且29位与会者中曾有17人获得过诺贝尔奖;还因为此次会议上阿尔伯特•爱因斯坦与尼尔斯•玻尔为代表的哥本哈根学派关于量子力学的大辩论。

这场会议只是一场世纪辩论的开端,而爱因斯坦在去世之前都没有认可量子力学是一个完备的理论。不管怎样,他们的碰撞并不影响量子力学与相对论一起成为现代物理学的两大支柱。

时光荏苒,90年已经过去了,从量子力学到量子计算,物理学与计算机技术的融合从未止步,但量子计算的研发与应用仍然像金字塔的塔尖,鲜有人能够触及。而在Gartner的新兴技术炒作周期曲线中,“量子计算”已经在“创新触发期”盘桓多年,一直没有进入下一个周期。

Gartner2016新兴技术炒作周期曲线图

与之相应的是,对创业投资行业来说,量子计算就好比艰苦卓绝的“探月工程”,也可以说是一个最“稀奇古怪”、“雾里看花”的投资领域。

据投资研究机构CB Insights统计,2012-2015年,全球量子计算领域创业投资数量仅32起。可以说,如此稀少的投资在众多前沿科技领域中绝无仅有。这一现象实属正常,量子计算存在的技术难点、商业应用尚处萌芽期,以及投资成本的庞大都是造成投资冷清的重要因素。

目前,除了少数国家的政府部门,以及大型公司的大力投入,极少数量子计算创业公司显得格外的与众不同。以下是部分具有代表性的17家创业公司:

总体来看,当前量子计算创业与投资呈现出以下几个主要趋势:

1.量子计算离不开风险投资,但总体处于非常早期的阶段。
在过去10多年里,获得创业投资的量子计算公司可以说是寥若星辰。而在本文中出现的17家典型公司中,大部分都是在近五年才成立。其中,高达11家公司目前仅获得种子/天使轮融资,占比65%;除此之外,仅4家获得A轮融资;进入B轮及以上轮次的仅2家企业。总体来看,量子计算投资仍处于非常早期的阶段。

这些数字在很大程度上源于风险资本对创业公司的技术开发能力、市场应用前景的疑惑乃至怀疑,以及与之相伴的高投资风险。因为在这个世界上,真正懂得量子理论、量子计算的人本来就很少,何况将其转化为商业应用,就好比物理学大师、诺贝尔奖获得者理查德•费曼曾说过的那句充满敬畏的名言:“没有人懂量子力学”。要知道,费曼也是量子计算机概念最早的提出者。

那么,量子计算对于风险资本来说,到底是否到了可以布局的时候了?恩颐资本(NEA)的Andrew Schoen和Harry Weller曾对此表达过自己的观点:“对于一般的风险投资公司来说,答案是没有。投资量子计算的资本强度、超长的时间线,还有高风险都不太适合普通规模资本的风险投资公司。”

他们还认为:“对于满足一些条件的风险投资公司而言,作为考虑周到的结构性投资组合,投资量子计算可能就是一个绝佳的机会。”这些条件包括:对技术的深度理解、雄厚的资本基础、对“血本无归”的风险承受能力、实事求是的期望、可能长达10年甚至更长时间的等待,以及优秀的管理才能等等。

不管如何,作为曾经有力推动计算机革命的风险资本,在继续推动量子计算这个新一代计算技术发展的过程中,将继续扮演重要的角色。

2.在经历多年的沉寂之后,量子计算创业投资开始提速。
在过去几年甚至更长的一段时间里,量子计算领域的创业公司屈指可数,创业投资也非常谨慎而沉寂。但从近期来看,特别是自2016下半年以来,该领域创业投资显示出:更多的获投资公司、更密集的投资数量,以及更大的单笔投资额度。

例如,D-Wave于2016年10月获得富达投资等机构的2100万美元H轮融资,累计融资超过1.4亿美元;量子加密与网络安全技术开发商ID Quantique于2016年12月获得韩国SK电讯等机构的400万美元融资;量子加密技术开发商Post-Quantum在创立七年后,于2016年获得首笔1030万美元A轮融资;量子计算系统的算法与软件开发商QC Ware于2016年8月获得空中巴士集团的种子轮融资,并新近于2017年1月获得美国国家科学基金会的资助。

此外,量子安全技术开发商QuintessenceLabs刚在2017年1月宣布获得金融机构Westpac Group的补充投资;云端量子计算平台开发商Rigetti Computing于2017年3月连续获得分别由Andreessen Horowitz、Vy Capital领投的2400万美元A轮融资与4000万美元B轮融资,累计融资6920万美元。

可以预见的是,2017年量子计算领域投资将继续加速,除了已经显山露水的少数公司,那些新的创业公司也将等待资本的发掘。除了风险资本外,在未来,与量子计算紧密相关的金融、航空航天、网络安全、国防军工、医药研发等大型企业很可能会加大对量子计算的投资布局。

3.大规模数据处理与信息安全是量子计算主要的创业领域。
从机械系统到真空管,再到晶体管和集成电路,计算技术的进步与人类知识的扩张保持着同步。但我们仍然需要不断突破原有的理论与技术瓶颈,包括已经指导半导体行业发展数十年的摩尔定律,已经不能抵御日益上升的信息安全风险的现代密码学技术。

如中科院院士潘建伟先生所述,信息科技面临的两个重大问题在于:计算能力瓶颈(随着半导体晶体管的尺寸接近纳米级,电子的运动不再遵守经典物理学规律,半导体晶体管将不再可靠)和信息安全瓶颈(窃听、黑客攻击、密码破解等网络犯罪带来巨大经济损失)。与此同时,量子物理已经为解决这些问题做好准备,而量子通信、量子计算与模拟、量子精密测量是其中的重要应用。

量子计算的神奇之处在于,它的运行基于量子比特。相比于传统计算机的传统比特,它利用了量子力学理论中的量子叠加(quantum superposition)和量子纠缠(quantum  entanglement)效应,将极大提高计算机的运算速度,也将对信息安全带来质的提升。

反过来看,量子计算的发展与传统计算在本质上其实也是一致的,同样依赖于硬件、算法、操作系统、应用软件,甚至云端平台的共同进步。正是这一点催生出在软、硬件各细分领域既相互角力,又协作配合的创业公司,并形成一个萌芽中的量子计算产业生态。

从创业公司所处的应用领域来看,量子计算目前主要应用于复杂的大规模数据处理与计算难题,以及基于量子加密的网络安全服务。例如:环境监测领域的气象预报,医学领域的基因测序、化合物设计与药物研发,金融领域的投资大数据分析、预测与风险建模,网络安全与即时通讯领域的量子加密,特别激动人心的还有量子计算为人工智能提供的强大计算能力等。

在量子计算领域,除了有源源不断的资金与人力支持外,恐怕只有那些最偏执、最叛逆、最具好奇心和野心的企业才能生存下去,就像量子计算机公司IonQ首席执行官David Moehring所说:“让我们兴奋的不是我们已经知道它(量子计算)的好处,而是我们仍然不知道它还能带来什么好处。”

4.“默默无闻,砥砺前行”是量子计算创业的常态。
作为一个非常前沿的科技领域,量子计算的商业化充满了艰辛,而在长期的默默无闻中砥砺前行正是大部分量子计算创业公司的常态。

例如,量子计算创业公司的“带头大哥”D-Wave在成立的前5年都在做技术研究和专利布局,直到7年后才推出第一台商用量子计算机;Post-Quantum、ID Quantique分别在成立7年及12年后才获得第一笔正式的风险投资;KnuEdge经过10年的潜心研发,才推出第一款芯片产品。

这些公司的经历就像在提醒我们重温那个老生常谈的道理:“科学,来不得半点虚假。”在远离喧嚣的环境中,那些沉下心来埋头研发,并深耕高质量专利的公司,才能真正推出革命性的技术和应用,以不断接近甚至创造出新的市场。

5.大学与科研机构为量子计算创业提供了人才与技术基础。
数据显示,不少量子计算创业公司都脱胎于大学实验室及科研机构,创始人及创始团队本身就拥有雄厚的科学家背景。对于一个典型的量子计算公司来说,数学、计算机科学、工程、物理和化学领域的人才,一个都不能少。

例如,量子芯片公司KnuEdge的创始人是美国前宇航局(NASA)局长;光技术公司Qubitekk的创始人是前美国能源部科学家;光学高性能硬件开发商Optalysys、量子计算机操作系统与应用开发商Cambridge Quantum Computing都来自剑桥大学;量子计算机公司IonQ的创始人来自美国马里兰大学和杜克大学;量子计算与基因测序公司Quantum Biosystems则由大阪大学的科学家创建。

可见,大学与科研机构是量子计算至关重要的拓荒者,如何进一步推动这些机构在量子计算方面的技术转移、转化,将是一个长期的重要课题。

6.国防部门、大公司,以及垂直化投资机构是量子计算的主流投资方。
虽然量子计算及其应用还处于早期发展阶段,但毫无疑问,这已经是一个包括欧盟、美国、中国、日本、韩国等少数经济体竞相逐鹿的前沿。

2016年8月,中国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。基于这一成果,中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家,也将实现“天地一体化”量子通信网络的初步构建。可以说,中国发出了全球量子通信领域的最强音。

基于量子计算在国防、信息安全领域的应用前景,包括洛克希德•马丁、空中巴士、雷神、博思艾伦这样的重量级军工企业,美国中情局、美国国防部高等研究计划局(DARPA)与美国宇航局(NASA)这样的政府机构,国防部门已经成为量子计算的重要参与者。其中,美国中情局的风险投资部门In-Q-Tel投资了D-Wave,空中巴士投资了QC Ware,Optalysys则获得了DARPA提供的资助。

一方面,量子计算仍然是一个相对沉寂的创业领域;另一方面,IBM、Google、英特尔、阿里巴巴、东芝、SK电讯等大公司又是该领域的“大玩家”。他们或者自己投入重金做研发,或者与创业公司、大学、科研机构合作,推动量子计算的商业应用。

一些年轻的垂直化投资机构也开始在量子计算领域布局,例如,加拿大的Quantum Valley Investments(成立于2013年)专注于投资量子科学突破性技术及其商业应用,其目标是把加拿大滑铁卢打造为名副其实的“量子谷”,并已经投资该国的几家研究机构;美国的硬件科技投资基金Quantum Wave Fund(成立于2012年)在2013年投资了量子计算公司ID Quantique和光学科技公司Nano Meta Technologies。

Y Combinator这样的知名孵化器也在量子计算领域进行押注,曾接受该机构孵化的Rigetti Computing已获得近7000万美元融资;此外,“Android之父”安迪•鲁宾(Andy Rubin)从谷歌离职后,成立了硬件孵化器Playground。推进量子计算与人工智能的融合应用是Playground的重要方向。该孵化器也已经投资了一家量子计算公司。

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