量子计算是最新的技术，吸引了开发者和像AWS和微软这样的云提供商的目光，但分析人士预测，它离实际应用还有好几年的时间。
开发人员使用量子计算将问题编码为量子位——该量子位一次计算多个变量的组合，而不是离散地探索每个可能性。理论上，这可以让研究人员快速解决涉及不同变量组合的问题，例如破解密钥、测试不同化合物的特性或模拟不同的商业模式。研究人员已经开始展示如何使用这些早期量子计算机的真实例子。
这项技术仍在开发中，专家们表示，量子计算要实现实用价值可能需要10年以上的时间。不过已经有一些云服务，比如Amazon Bracket和Microsoft Quantum，旨在让开发人员加快编写Quantum应用程序的速度。
云计算中的量子计算有可能以类似于其他新兴技术（如人工智能和机器学习）的方式颠覆行业。但IBM量子生态系统开发副总裁Bob Sutor表示，量子计算的意义还主要大学课堂和职业培训，主要的云提供商在目前的早期阶段主要关注教育。
Quantum Machines的联合创始人兼CEO Itamar Sivan说：“今天的云服务旨在为即将到来的量子计算机发挥作用的那一天做准备。”
关于量子计算和云计算还有很多需要解决的问题，但目前看来，这两种技术很有希望结合起来。
量子计算如何融入云模型
Gartner VP Martin Reynolds表示，基于云的量子计算比人工智能更难实现，因此前期准备时间会更长，学习曲线也会更陡。首先，量子计算机需要高度专业化的室内环境，这与云提供商构建和运维现有数据中心的方式截然不同。
Reynolds认为，实用的量子计算机至少还有十年的时间。最大的阻碍在于将计算机中量子比特的量子态与给定的问题对齐，特别是考虑到量子计算机并没有被证明比传统计算机能更好地解决问题。
编码人员还必须学习新的数学和逻辑技能，以利用量子计算。这对他们来说很难，因为他们不能应用传统的数字编程技术。IT团队需要开发专门的技能来理解如何在云计算中应用量子计算，以便能够微调算法和硬件。
Reynolds说，撇开目前的局限性不谈，云计算是使用量子计算的理想方式，因为量子计算具有低I/O但深度计算的特点。由于云提供商拥有技术资源和庞大的用户群，他们将不可避免地成为第一批quantum-as-a-service提供商，并将寻找提供最佳软件开发和部署堆栈的方法。
Honeywell Quantum Solutions总裁Tony Uttley表示，量子计算甚至可以补充云提供商目前提供的通用计算和人工智能服务。在这种情况下，这种云将与协同处理环境中的经典计算云资源集成。
用云计算模拟和访问量子
AmalgamInsights首席执行官兼首席分析师HyounPark表示，云在当今量子计算领域扮演着两个关键角色。
首先是为开发人员提供一个应用程序开发和测试环境，通过标准计算资源模拟量子计算机的使用。
第二个是提供对目前可用的少数量子计算机的访问，就像几十年前的主机租赁一样。这提高了量子计算财务上的可行性，因为多个用户可以提高机器利用率。
从开发和测试的角度模拟量子算法的行为需要很强大的计算能力。在很大程度上，云提供商希望提供一个开发量子算法的环境，然后再将这些量子应用程序加载到其他供应商的专用硬件上，这可能非常昂贵。
然而，使用大量量子比特的量子算法的经典模拟并不实用。量子计算报告的出版方Doug Finke说：“问题是，所需的经典计算机的大小将随着计算机中的量子比特数呈指数增长。”因此，一个50位量子计算机的经典模拟需要一个大约1 PB内存的经典计算机。而且每增加一个量子位，这个需求就会加倍。
但Finke说，使用较少数量的量子位进行经典模拟，既可以作为向学生教授量子算法的工具，也可以让量子软件工程师用“玩具模型”来测试和调试解决问题的算法。一旦调试了软件，他们应该能够在一台真正的量子计算机上扩大规模来解决更大的问题。
Park说，就使用量子计算而言，组织目前可以使用它来支持最后一英里优化、加密和其他具有计算挑战性的问题。这项技术还可以帮助进行物流、网络安全、预测设备维护、天气预报等。研究人员可以同时探索这类问题中变量的多个组合，而传统的计算机需要分别计算每个组合。
然而，云计算中的量子计算也有一些缺点。Fink说，开发人员在试验涉及敏感数据的应用程序时应谨慎行事。为了解决这个问题，许多组织更愿意在自己的设施中安装量子硬件，尽管运维上存在麻烦。
此外，当量子计算开发人员希望通过公有云上的quantum服务提交作业时，可能无法立即使用计算机。”这些机器有作业队列，有时当你想运行自己的作业时，前面可能有几个作业。一些供应商已经实现了预订功能，这样用户就可以预定某一个时间段的量子计算机。”
要知道的量子云服务
IBM是第一个推出Quantum Experience产品的公司，该产品于2016年推出，目前已有超过15台量子计算机连接到云。据IBM称，超过21万注册用户通过IBM Cloud执行了700多亿个电路，并发表了200多篇基于该系统的论文。
IBM还启动了Qiskit开源量子软件开发平台，并围绕该平台构建了一个开放社区。据GitHub统计，它是目前领先的量子开发环境。
2019年底，AWS和微软通过合作伙伴推出了量子云服务。
Microsoft Quantum提供了一个量子算法开发环境，用户可以从那里将量子算法迁移到Honeywell、IonQ或Quantum Circuits Inc. 硬件。按需数字人才平台Topcoder首席执行官Michael Morris表示，微软的Q#脚本为量子问题提供了熟悉的Visual Studio体验。
Fink说，目前，这种迁移涉及云提供商安装从数据中心到量子计算机设施的高速通信链路。从物流的角度来看，这种方法有很多优点，因为它使诸如维护、备件、校准和物理基础设施等工作变得更加容易。
Amazon Braket同样提供了一个量子开发环境，并且在GA时，将提供基于时间的定价以访问D-Wave、IonQ和Rigetti硬件。亚马逊表示，它还将增加更多的硬件合作伙伴。
Fink说，Braket通过一个通用的高级编程接口提供了各种不同的硬件架构选择，因此用户可以从不同的合作伙伴那里测试机器，并确定哪一个最适合自己的应用程序。
谷歌已经对云计算中的量子计算做了相当多的核心研究，预计今年晚些时候将推出云计算服务。Park说，谷歌一直更专注于开发其内部量子计算能力和硬件，而不是为云用户提供这些工具。同时，开发者可以使用谷歌的Circ编程环境在本地测试量子算法，用Python编写应用程序。
除了主要云提供商提供的产品外，还有几种实现通过云提供的量子计算机的替代方法：D-Wave、QuTech、Xanadu。
仍在测试
研究人员正在探索各种量子计算方法——使用电子、离子或光子，目前尚不清楚哪些方法将最先适用于实际应用。“没有人知道哪种方法最好，或者哪种材料最好。我们正处于爱迪生试灯丝的阶段。”
原文链接：
https://searchcloudcomputing.techtarget.com/tip/The-future-of-quantum-computing-in-the-cloud
