量子計(jì)算到底還有幾道關(guān)卡？量子計(jì)算未來發(fā)展的5個(gè)精彩問答概述

近日，英特爾宣布成立英特爾智能網(wǎng)聯(lián)汽車大學(xué)合作研究中心，與清華大學(xué)、中國科學(xué)院自動化研究所簽署合作協(xié)議，共同推動自動駕駛汽車相關(guān)研究。英特爾CTO兼英特爾研究院院長Michael Mayberry在本次活動的5個(gè)關(guān)于量子計(jì)算的問答頗為精彩。

隨著人工智能、5G通信與新興技術(shù)與汽車產(chǎn)業(yè)的融合，作為全球最大的汽車市場之一，中國正在從宏觀政策、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)等方向推動自動駕駛的發(fā)展，作為連續(xù)9年全球汽車銷量第一的國度，未來極有可能成為最大的自動駕駛市場，也吸引著全球科技巨頭的注意力與合作投入。

近日，英特爾宣布成立英特爾智能網(wǎng)聯(lián)汽車大學(xué)合作研究中心（ICRI-IACV），與清華大學(xué)、中國科學(xué)院自動化研究所簽署合作協(xié)議，共同推動自動駕駛汽車相關(guān)研究。發(fā)布會上，不僅有英特爾無人駕駛解決方案資深首席工程師Jack Weast 詳解由 Mobileye 提出的RSS（Responsibility Sensitive Safety）責(zé)任敏感安全模型，英特爾CTO兼英特爾研究院院長Michael Mayberry更從人工智能、神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算、概率計(jì)算到量子計(jì)算等方面介紹了英特爾正在進(jìn)行的前沿創(chuàng)新與顛覆。

英特爾與清華大學(xué)、中科院自動化研究簽署合作協(xié)議，推動自動駕駛在中國的聯(lián)合創(chuàng)新。

量子計(jì)算未來的5個(gè)精彩問答

“整個(gè)世界范圍內(nèi)，人工智能和5G這兩場革命在歷史性的交匯，中國恰恰是這次變革中能夠提供很多應(yīng)用場景的地方，也會加速智能網(wǎng)聯(lián)、自動駕駛的突破和落地?！庇⑻貭栔袊芯吭涸洪L宋繼強(qiáng)在開場時(shí)表示?！俺@個(gè)方向，會有很多未知領(lǐng)域需要我們探索，前瞻性研究也非常重要。”

英特爾中國研究院院長宋繼強(qiáng)

在本次活動上英特爾公司高級副總裁、首席技術(shù)官兼英特爾研究院院長Michael Mayberry對重點(diǎn)前瞻領(lǐng)域的研究——量子計(jì)算作出了多重精彩回答，這也可以算是本次活動的“量子彩蛋”了。

量子計(jì)算商業(yè)化標(biāo)志

目前，英特爾已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了49量子位的量子計(jì)算，但在量子計(jì)算的商業(yè)化標(biāo)志上，Michael Mayberry認(rèn)為當(dāng)實(shí)現(xiàn)對于目前計(jì)算機(jī)無法解決的材料模擬及解密算法，才能稱為量子計(jì)算的商業(yè)化時(shí)代到來的標(biāo)志，而類似模擬分子中的原子這一計(jì)算，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬的量子位才能實(shí)現(xiàn)。Michael Mayberry還解釋了量子計(jì)算自身對于量子計(jì)算的推動——量子計(jì)算的對于室溫超導(dǎo)材料的研究，事實(shí)上正是量子計(jì)算對于材料的需求之一。

量子計(jì)算商業(yè)化：10年？5年？

Michael Mayberry表示英特爾認(rèn)為量子計(jì)算的商業(yè)化將在未來10年來到，這與之前某量子計(jì)算巨頭之一的5年預(yù)期并不相同。對此Michael Mayberry解釋道，英特爾認(rèn)為在5年時(shí)間內(nèi)，量子計(jì)算還無法對材料模擬及解密算法產(chǎn)生實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)。

量子計(jì)算與傳統(tǒng)計(jì)算的博弈

量子計(jì)算的優(yōu)勢之一就在于破解長比特位的加密密鑰，Michael Mayberry表示，目前算法界人士的工作之一就是致力于研究后量子時(shí)代的加密算法，也就是無法被量子計(jì)算破譯的算法。

量子位越多越好？

量子計(jì)算的根本是量子糾纏，而計(jì)算需要逐一的讓量子進(jìn)入糾纏狀態(tài)，并保證多個(gè)量子位的量子糾纏的穩(wěn)態(tài)時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更多操作也是目前需要解決的問題。Michael Mayberry表示，由于這一問題，目前的量子計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的生命期與單個(gè)量子位的生命期并不相同，且只能進(jìn)行數(shù)百個(gè)操作，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

量子計(jì)算還有幾道關(guān)卡？

除了系統(tǒng)生命周期與量子位的生命周期不同外，Michael Mayberry認(rèn)為量子計(jì)算還是有3道關(guān)卡需要攻克。

本地的量子位控制，而非目前的使用長線纜進(jìn)行異地控制

量子位的路由設(shè)置，實(shí)現(xiàn)算法可用

量子位之間的連接，如何連接目前可能上千個(gè)量子位

英特爾公司高級副總裁、首席技術(shù)官兼英特爾研究院院長Michael Mayberry

安全當(dāng)?shù)溃恼?、平臺框架到產(chǎn)業(yè)落地之路

2017年10月，國家發(fā)改委起草了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》。根據(jù)這一戰(zhàn)略愿景，到2020年，中國標(biāo)準(zhǔn)智能汽車的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、路網(wǎng)設(shè)施、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品監(jiān)管和信息安全體系框架將基本形成。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一方面要在智能汽車系統(tǒng)及部件、車載智能操作系統(tǒng)及計(jì)算平臺、5G網(wǎng)絡(luò)及車載通訊、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等核心技術(shù)領(lǐng)域取得突破；另一方面要結(jié)合智能汽車的發(fā)展需求，健全法律法規(guī)，開展條款適用性的研究。

推動智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用突破，建立乘客的信任是最關(guān)鍵的。如果乘客不信任，自動駕駛就寸步難行，信任的基礎(chǔ)是安全，安全的基礎(chǔ)是對這些數(shù)據(jù)有全面、充分的理解和應(yīng)用。

清華大學(xué)汽車工程系教授、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員會主任 ***

在對中國智能聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化解讀的同時(shí)，針對安全與信任，中國自動駕駛領(lǐng)域“長老”之一的清華大學(xué)汽車工程系教授***表示，并會在以下三方面具體展開合作研究：

行車安全區(qū)域?qū)嵱没臉?biāo)定方法，以及安全評估應(yīng)用

基于V2X下多車的組織協(xié)同，利用通信拓?fù)渲匦陆M合，利用通信方法做交叉路口沖突模型構(gòu)建，以及避免沖突的幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)形

非理想通信環(huán)境下的V2X應(yīng)用，面向車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息量化與截?cái)喾椒ǎㄔ诰W(wǎng)絡(luò)不可靠的情況下控制器如何設(shè)計(jì)

“智能網(wǎng)聯(lián)汽車是引領(lǐng)中國汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵方向之一，是人工智能等新興技術(shù)的重要載體。汽車領(lǐng)域正處于變革的轉(zhuǎn)折期，此次變革是跨界的，是基于新一代移動互聯(lián)、ICT技術(shù)和汽車結(jié)合以后將帶來新架構(gòu)、新技術(shù)產(chǎn)品形態(tài)甚至是未來交通形態(tài)的出現(xiàn)，這是變革的關(guān)鍵時(shí)期。包括英基于5G的模塊、基于云的技術(shù)、FPGA、Mobileye英特爾在自動駕駛領(lǐng)域有非常強(qiáng)的基礎(chǔ)。我們認(rèn)為未來可以基于前面三個(gè)問題，借助英特爾技術(shù)開展共同研究?！保?**表示。

“我國交通死亡率幾乎是歐洲國家的4倍，美國的2倍，這么大市場帶了的安全問題，仍然是最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。不管是哪種駕駛最重要的就是安全。”。中國智能車未來挑戰(zhàn)賽IVFC的組織者與“裁判長” 復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國自動化學(xué)會副理事長兼秘書長王飛躍也將安全問題放置在了首位。

復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國自動化學(xué)會副理事長兼秘書長王飛躍

“隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，智能聯(lián)網(wǎng)汽車正在步入加速發(fā)展的新時(shí)代。聯(lián)網(wǎng)汽車的研究面臨著巨大的工程復(fù)雜性和社會復(fù)雜性，而開放與合作是推動自動駕駛乃至整個(gè)智能生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。通過此次合作，相信我們在平行駕駛、平行智能系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究成果，結(jié)合英特爾在自動駕駛領(lǐng)域的技術(shù)積累，將有助于自動駕駛在中國的落地?！迸c***教授一樣，王飛躍教授對于自動駕駛面臨的巨大機(jī)遇與挑戰(zhàn)，更準(zhǔn)確的說是基于安全當(dāng)?shù)赖那疤嵯?，從政策、平臺框架到產(chǎn)業(yè)生態(tài)落地的方式，以及對未來交通方式的變革的思考與行動方式幾近一致。

此次英特爾智能網(wǎng)聯(lián)汽車大學(xué)合作研究中心將瞄準(zhǔn)五大課題方向，涵蓋了自動駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及支撐自動駕駛的大規(guī)模智能基礎(chǔ)設(shè)施；針對中國以及亞太地區(qū)獨(dú)特的文化、交通習(xí)慣、地理特點(diǎn)，應(yīng)對自動駕駛汽車在廣泛應(yīng)用和部署時(shí)需面臨的獨(dú)特挑戰(zhàn)等方面。具體研究方向包括：

自動駕駛汽車安全性；

自動駕駛的人機(jī)接口，以及新配套法律法規(guī)帶來的挑戰(zhàn)；

開放數(shù)據(jù)集以及基準(zhǔn)測試；

基于蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）、移動邊緣計(jì)算、智慧交通以及智慧基礎(chǔ)設(shè)施研究；

基于新型硬件器件和架構(gòu)（例如英特爾3D Xpoint）的先進(jìn)算法研究。

RSS責(zé)任敏感安全模型——“安全”自動駕駛的機(jī)器法則

作為英特爾自動駕駛領(lǐng)域的“拳頭”——Mobileye也參加了本次合作儀式。該公司占據(jù)了80%的ADAS（高級駕駛員輔助系統(tǒng)）市場，這項(xiàng)技術(shù)可以通過單目攝像頭、SOC和計(jì)算機(jī)視覺算法的集合，實(shí)現(xiàn)自動剎車和保持車道，Mobileye與寶馬、奧迪等不同的汽車廠商結(jié)合正在實(shí)現(xiàn)著L2至L4級的自動駕駛方案。也正是基于這一基礎(chǔ)，英特爾在2017年3月斥資153億美元收購了這家以色列公司。

很多自動駕駛公司在宣稱其成績時(shí)，大多會稱已安全行駛數(shù)十萬公里，而在底層則是自動駕駛技術(shù)——尤其是對于計(jì)算、數(shù)據(jù)、傳感器的高密度堆砌，Mobileye則希望以更加“智慧”的方式形成新的安全模型。

RSS責(zé)任敏感安全模型（Responsibility Sensitive Safety）就是Mobileye在去年10月提出的形式化與數(shù)學(xué)模型結(jié)合的解決方案，通過數(shù)學(xué)的方式，形成自動駕駛汽車行駛的“絕對”安全狀態(tài)，使之成為一個(gè)真正具備危機(jī)處理能力的系統(tǒng)，讓自動駕駛汽車必須在各種千鈞一發(fā)的危險(xiǎn)情況下證明自己避免危險(xiǎn)的能力，避免引發(fā)事故。

英特爾無人駕駛解決方案首席工程師兼首席系統(tǒng)架構(gòu)師 Jack Weast介紹了RSS責(zé)任敏感安全模型在一系列復(fù)雜路況中的判斷。RSS明確界定了什么是安全駕駛、什么是魯莽駕駛。對于人類駕駛員來說，碰撞和其它事故責(zé)任的解釋不是一成不變的。駕駛員的失誤，都是根據(jù)事件發(fā)生后不完整的信息和各類因素來判定的。

英特爾無人駕駛解決方案首席工程師兼首席系統(tǒng)架構(gòu)師 Jack Weast

對于機(jī)器而言，這些定義可以是正式的、精準(zhǔn)的。機(jī)器擁有周圍環(huán)境的高度精確信息，機(jī)器知道其反應(yīng)時(shí)間和機(jī)械制動水平，并且永遠(yuǎn)不會分心、走神或是被干擾。有了結(jié)合起來RSS的自動駕駛技術(shù)，我們不需要在事后解釋其行為。相反，我們可以對機(jī)器進(jìn)行編程，使其遵循一個(gè)既定模式。

RSS模型中的安全距離方程式

RSS模型的核心，其實(shí)就是要把人類社會目前面臨的的駕駛困境形成數(shù)字方式，并把它放在方程式中讓自動駕駛車輛系統(tǒng)理解，同時(shí)保持對人類的透明公開。

例如，并道和超車時(shí)的安全距離和安全車距；哪輛車超車并應(yīng)由其保持安全距離；如何把路權(quán)融入模型；如何通過有限的感應(yīng)來界定安全駕駛，比如傳感器在前一秒看到了一個(gè)人或物體，而在下一秒這個(gè)人被遮擋住，那么自動駕駛系統(tǒng)，并不會剎車或者加速，而是通過下一秒的傳感器信息或是對這個(gè)人或物體進(jìn)行運(yùn)動趨勢預(yù)測，再進(jìn)行相應(yīng)動作。與之相似的甚至包括了，RSS模型甚至?xí)苊馊祟惿鐣小罢夹”阋恕睂?dǎo)致的其他交通參與者的悲劇，比如在高速、密集的車道“加塞”,從而引發(fā)后車撞入其他車道的“蝴蝶效應(yīng)”悲劇……

通過Jack Weast的介紹，新智元感到如此“主動”的RSS系統(tǒng)不僅是一個(gè)可能可行的人工駕駛的數(shù)字化運(yùn)行模型，而是真正可能讓自動駕駛汽車按照最高安全標(biāo)準(zhǔn)來運(yùn)行的創(chuàng)新模型。通過將規(guī)則判斷、責(zé)任和過錯(cuò)的規(guī)范化判斷與避免，從而讓自動駕駛產(chǎn)業(yè)形成普遍落地成為可能。從而一定意義上避免依靠硬件堆砌而成的自動駕駛，不僅成本高昂，成為少部分人的玩具。更避免可能因?yàn)閱我坏膹臋C(jī)器的視角進(jìn)行判斷，而讓自動駕駛的落地承擔(dān)更多不可預(yù)見的高昂社會成本。

對于新智元關(guān)心的該合作研究成果將如何呈現(xiàn)出來的問題，英特爾中國研究院院長宋繼強(qiáng)表示，“一些研究成果是以論文的形式進(jìn)行發(fā)表，一些會申請專利，一些會是實(shí)驗(yàn)原型結(jié)果，如Mobileye的安全性成果，會分享到不同的企業(yè)平臺中去，還有一些會是數(shù)據(jù)集，可供學(xué)校和企業(yè)使用，可以解決他們通過長時(shí)間的統(tǒng)計(jì)性測量解決不了的問題?！?/p>

科研領(lǐng)域也對Mobileye的RSS模型呈現(xiàn)肯定，王飛躍教授表示，“可以構(gòu)建開源平臺，用人工場景與RSS結(jié)合來縮短測試時(shí)間。”***教授表示，“我們首先在國際上提出汽車行駛安全場這樣一個(gè)定量描述，希望能夠借助跟英特爾合作，最后能夠真正在中國復(fù)雜狀況的攻關(guān)下實(shí)現(xiàn)出來，能夠?qū)嵸|(zhì)性的為產(chǎn)業(yè)化做儲備?！?/p>