尼葛洛庞帝有一句名言，“预测未来的最好方法就是去创造未来。”在科技领域，未来的颠覆性创新往往植根于今天对基础科学研究的重视和投入。
▲张胜誉在腾讯全球数字生态大会量子技术分论坛上发表演讲
5月22日，在云南昆明举办的腾讯全球数字生态大会量子技术分论坛上，腾讯量子实验室负责人、腾讯杰出科学家张胜誉教授首次公布了腾讯在量子计算领域的业务布局，并展示了在量子AI、药物研发及科学计算平台上的最新研发成果和规划。
围绕腾讯量子实验室的布局和量子技术的未来发展等问题，腾云 在大会间隙采访了张胜誉教授，他为我们讲述了腾讯量子实验室的发展现状和远景。
量子计算以量子比特为基本单元，通过量子态的受控演化，实现数据的存储计算，具有经典计算无法比拟的巨大信息携带和超强并行处理能力。尽管在全球范围内，量子计算还处于很前期的阶段，但是由于量子计算所具有的可超越经典计算机的颠覆性潜力，以及摩尔定律在纳米级阶段无法再向前突破，接下来就进入了量子的世界。
量子计算被很多科学家认为将在未来5-10年取得突破性进展，并最终成为经典计算机的重要补充。对原子、分子、凝聚态物质量子态的调控，是基础科学的前沿，对量子科学的认识与发掘，孕育着重大科学发现的机会。
目前全球量子技术领域的参与者既包括谷歌、IBM、微软、亚马逊等一众国外科技公司和研究机构，也有中科院、清华大学、腾讯、阿里、华为等国内研究机构和企业，以及全球多家初创企业。量子信息关键技术可能成为未来新的“国之重器”。
▲IBM Q Network项目聚集了大型科技企业、高校与学术机构、创业公司等资源，共同致力于量子计算的研究 / 图片来源：IBM Research
去年以来，腾讯董事会主席兼首席执行官马化腾在公开讲话中也多次强调企业参与基础科学研究的重要性。在公司总办的支持下，腾讯持续加大基础科学研究投入，构建了人工智能（AI）、大数据（Big Data）和云计算（Cloud Computing）的新ABC核心技术布局，还在量子计算、机器人、音视频、5G、边缘计算等领域频频落子，以探索前沿技术对产业发展可能带来的积极影响。
腾讯量子实验室负责人张胜誉在采访中说：“目前腾讯量子实验室的技术研究和落地探索已经取得一些阶段性成果，我们正在加速布局，完成人才与技术储备。未来希望通过加强与产业界、学术界的广泛合作，更加务实地推动量子计算的深入研究与广泛应用。”
腾讯探索以技术服务B端实体产业
今年腾讯全球数字生态大会，也是腾讯去年“9.30“架构调整，宣布从消费互联网向产业互联网战略转型以来，第一次举办面向全产业生态的大会。为期两天的大会除主峰会，还举行了量子计算、AI、智慧产业生态等近30场分论坛，吸引了上万人参加。
2018年，腾讯提出用“ABC2.0”技术布局（AI、RoBotics、Quantum Computing），即利用人工智能、机器人和量子计算，构建面向未来的基础设施，探索推动以技术服务B端实体产业。
其实，早在 2017年初，腾讯就开始进军量子计算。牛津大学量子物理学博士葛凌教授以腾讯欧洲首席代表身份加入腾讯，被认为是腾讯布局量子计算的开端。2018年初，香港中文大学著名量子理论计算机科学家张胜誉教授受邀加入腾讯，担当起组建并领导腾讯量子实验室的重任。张教授也是腾讯为数不多的T5 级科学家。
作为量子科学家的张胜誉儒雅、谦逊低调，而不失幽默。他喜欢用感性化的比喻来描述玄妙抽象的量子科学。他说：“尽管量子计算机仍然处于婴儿期，我们觉得在可预见的未来，至少实现小规模的量子计算机问题不大。而这已经能大大帮助我们理解量子世界，也能协助我们在AI和化学方面的研发。”
在过去一年多的时间里，腾讯量子实验室一边招募人才，一边摸索，注重理论和应用性的交叉融合，互相促进。在量子AI、化学模拟、制药材料等方面自主投入。希望能在年内完成化学云平台的第一个版本，目前进展良好。计算化学著名开源软件PySCF由实验室成员孙启明为主在过去七年持续开发，在实验室其他成员协助下，该软件的分布式版本正在开发并逐步部署到腾讯云上。
▲加拿大D-Wave系统公司发布的一款量子芯片
量子AI理论研究初获成效，探索新药研发
腾讯量子实验室是腾讯在量子计算领域的布局，并对国内外行业发展实时研判。在实践中，腾讯量子实验室与腾讯内部团队、学术界和产业界其他量子机构广泛开展合作，在各个产业寻找实际应用的机会点，共同推动量子科学研究与应用的发展。
在量子分论坛上，腾讯量子实验室团队成员介绍了实验室几个重要的研判方向和取得的进展：
一是算法，包括组合算法，也包括AI相关的算法， 量子与AI/算法的结合和互助；
二是量子多体系统的模拟，以及在化学相关如制药、材料、能源等行业的应用；
三是以化学为基础的科学计算云平台搭建。
量子人工智能是一个充满前景但同时也富含噪声的领域。一方面，未来可能的应用场景很多，从各种信息处理任务到前沿科技的探索。另一方面，可用来公平验证量子机器学习算法的中大型硬件和标准数据集还都几乎没有，所以基本上，全世界还处于建理论和提方法的阶段。
在这一方面，腾讯量子实验室取得了一些重要进展。腾讯量子实验室梳理了近期量子神经网络的重要工作，以综述报告形式发表在著名学术期刊National Science Review上，又与外部科学家Iordanis Kerenidis合作一起对神经网络中最基本的前馈网络，研发了第一个可证明的量子加速算法，将经典算法的与网络连接数成正比的复杂度，提高至与网络节点数成正比的复杂性。这一从连接数到节点数的提高可以非常大--对人脑这一“终极神经网络”，这个算法效率的提升是7000倍。
腾讯量子实验室将量子和AI技术应用于化学研究与制药行业的探索也取得阶段性进展。
基于对制药企业调研，腾讯量子实验室在小分子药物发现流程中引入AI模型，用量子性质的计算和判别，生成强化学习的机器学习模型，将学术界和传统制药企业有效连接，帮助传统药物研发流程升级，提高药物研发效率。
此外，腾讯量子实验室联合加拿大Vector Institute of Artificial Intelligence，公开自研的分子量子性质数据集，发起Tencent Alchemy 2019竞赛，关注算法的泛化性能，推动学术界与产业界聚焦化学中分子的量子性质问题，以及AI解决方案。该竞赛将激发各类型、各层次人才的创新活力，推动分子科学及应用的加速进展。实验室也希望吸引更多的年轻人加入量子计算和AI的研发队伍中，帮助整体生态成长，使上中下游的合作伙伴一起把产业从无到有、从有到大发展起来。
汇聚多学科人才，构建量子云计算生态
量子计算是一个很庞大的学科，内容极其丰富复杂，值得研究发展的角度也很多。如何在有限的时间和资源下，聚焦到最适合的方向呢？这一定程度上反映了学术带头人对待科学的态度--张胜誉会上说起的两个词是：价值观和品位。
张胜誉本科毕业于复旦大学数学系。硕士毕业于清华大学计算机系，师从应明生教授。博士毕业于普林斯顿大学计算机系，师从著名计算机专家姚期智教授。后在加州理工学院做博士后研究。2008年回国后在香港中文大学任教。从求学到教书，他的履历中集齐了全球名校的名字，而他的导师应明生和姚期智也都是蜚声中外的学术大咖。
张教授说：“我个人特别喜欢两类科技，第一类是有根本性底层科学价值（fundamental importance）的问题。这类问题像是打地基，地基打实了，后面才能在上面建楼；也像是磨刀，刀磨快了，后面才能劈柴。第二类是有明确实用价值的科学研究。能直接落地创造商业价值最好，即使不能马上落地，也是在为未来落地进行前期准备，但必须具有具体实现路径。”
将量子和AI技术应用于化学研究与制药行业，恰恰反映了腾讯量子实验室选择从产业的实际需求出发，找到有应用前景的技术研发路径的思路。
众所周知，生物医药技术的发展将深刻地改写人类命运。而经典计算机却无力解决化学和生物领域的复杂问题。IBM实验量子计算团队经理Jerry Chow曾在TED演讲上举过一个例子，世界上现有的任何电脑都不能模拟一个咖啡因分子，更不用说结构上更为复杂的DNA或是蛋白质分子了。而且哪怕使用再多晶体管，做出一个和银河系一样大的计算机，都没办法模拟一个咖啡因分子，然而量子计算机却可以做到。
在成立之初，张胜誉曾经说，招人是让他感到最耗费精力的事情。因为在计算机领域，理论计算机科学是研究人员很少的一个分支，其中研究量子计算尤其是量子算法及其复杂性的人更少。近年来，量子计算的发展得到很大提升，不过做核心量子算法的人仍然很少。而且一个成功的量子团队要包含不同的学术背景，还需具有学科交叉融合的能力。
如今，腾讯量子实验室拥有计算机科学、数学、物理、化学、电子工程等丰富教育和研发背景的团队，团队成员基本都是博士，很多来自普林斯顿、麻省理工学院、加州理工学院、剑桥大学等国际知名学府，以及国内的名校。
在团队的行事作风上，张胜誉也反复强调”实事求是、不盲从”的重要性。与腾讯在产业互联网布局的开放性风格保持一致，张胜誉说，量子实验室未来也要秉承开放和共建生态的理念，积极寻找和合作伙伴之间的有机合作，形成互补，才能长期共同发展。
为了加强量子计算技术的应用，构建产业生态，腾讯量子实验室也发布了 Simhub 云计算平台规划。Simhub 云平台是开发者和用户开放交流的中心。在云平台上，开发者提供算法和程序，可获得用户的直接反馈。计算用户能提出问题，搜索解决方案，而且能与开发者实时线上合作，获得直接技术支持。
未来，Simhub云平台将应用于药物研发的云上服务、量子化学计算、分子模拟以及AI 模型开发。云平台还将推动算法传播，促进科研合作，制定云端科学计算标准，以降低科学计算上云的门槛，立足化学，建立云端的科学计算生态。
张胜誉在量子计算分论坛发言结尾说，”我想没有人知道十年之后的量子计算机会发展到什么程度，50年之后量子计算机会应用到哪些广阔的领域，正如40年代时，即使IBM总裁也难以预计今天移动互联网给计算通信及生活的方方面面带来的巨大影响。今天有这样的机会，能在一家看重长期价值，具有推动科技进步使命感，又如此人性化的公司工作，我感到很幸运。希望能和团队一起，为人类开创一点未来。”
