【文/觀察者網(wǎng) 呂棟】

近年來，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、自動(dòng)駕駛等新型工作負(fù)載不斷出現(xiàn)，也讓多元化計(jì)算時(shí)代加速到來。在經(jīng)典計(jì)算之外，量子計(jì)算、神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算等前沿計(jì)算領(lǐng)域持續(xù)受到關(guān)注。

對(duì)于當(dāng)前的大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)來說，量子計(jì)算等前沿技術(shù)已成為新的競(jìng)爭(zhēng)高地。而對(duì)于企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)來說，衡量一項(xiàng)前沿技術(shù)最終成不成功的關(guān)鍵點(diǎn)，還是在于它能否產(chǎn)業(yè)化落地。

針對(duì)目前新型計(jì)算技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，觀察者網(wǎng)近期對(duì)話了英特爾研究院副總裁、英特爾中國(guó)研究院院長(zhǎng)宋繼強(qiáng)，他在對(duì)話中闡述了神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算等前沿技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度，以及英特爾發(fā)展量子計(jì)算技術(shù)的特殊路徑，并解釋了這些前沿計(jì)算技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化落地方面還有哪些難題待解。

宋繼強(qiáng)認(rèn)為，量子計(jì)算產(chǎn)品化的路徑?jīng)]有那么快，因?yàn)檫@其中還有很多實(shí)際的“坑”沒有填上，現(xiàn)在大家都還在做量子比特的階段，質(zhì)量有待提高。“首先量子比特的穩(wěn)定程度、容錯(cuò)能力，還有它相干時(shí)間的長(zhǎng)短，包括有多少個(gè)量子比特可以真正穩(wěn)定的相干在一起，這些都是問題?！?

作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體巨頭，英特爾在推動(dòng)經(jīng)典計(jì)算的同時(shí)，也在布局前沿計(jì)算領(lǐng)域。例如，該公司在今年6月推出新型量子芯片Tunnel Falls，包含12個(gè)硅自旋量子比特。而在神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算領(lǐng)域，英特爾也已推出第二版的Loihi芯片，并與北大、復(fù)旦、中科院自動(dòng)化所、鵬程實(shí)驗(yàn)室等國(guó)內(nèi)高校和機(jī)構(gòu)開展合作。

以下是對(duì)話實(shí)錄：

觀察者網(wǎng)：現(xiàn)在神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算、量子計(jì)算等前沿技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度怎么樣，規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)還有哪些？

宋繼強(qiáng)：如果說從這兩個(gè)點(diǎn)來講，它們產(chǎn)業(yè)化的路徑，包括時(shí)間都還不一樣。從質(zhì)量或說軟硬件成熟度來說，神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算其實(shí)更接近產(chǎn)業(yè)化。因?yàn)樗旧硎抢贸墒熘瞥套龅模磥鞩ntel 4，可能Intel 3、Intel 20A制程都可以用。它主要是設(shè)計(jì)了一套全新的神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算的硬件框架，硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)是新的，硬件編程也是新的，因?yàn)檫@個(gè)是必須跟硬件對(duì)應(yīng)的，包括編譯器。所以它的商業(yè)化難度，主要在于找到一個(gè)特別合適規(guī)模化使用的應(yīng)用。

神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)比較明顯。首先，它可以像人腦一樣，在比較節(jié)省功耗的情況下，完成一些智能化動(dòng)作。第二，它可以同時(shí)去做多種不同的任務(wù)，而不是說一個(gè)硬件只能做一件事，未來我們還希望能夠在同一個(gè)芯片架構(gòu)上、一個(gè)開發(fā)環(huán)境上，去支持多種不同模態(tài)互相交互，就像人腦一樣，有嗅覺處理、有聽覺處理、有味覺處理，有視覺處理，互相之間交叉關(guān)聯(lián)。

如果純是深度學(xué)習(xí)，是關(guān)聯(lián)不起來的，它的模型是做視覺就是做視覺，做聽覺就是做聽覺?，F(xiàn)在當(dāng)然也開始有做多模態(tài)輸入的，但走的路徑是不一樣的。

在神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算里面，我們其實(shí)是希望真的去模擬人腦，慢慢形成不同的腦區(qū)，這些腦區(qū)之間，真正去構(gòu)成一些認(rèn)知能力的時(shí)候，互相是能夠影響的，比如說你閉著眼睛也能夠去知道這是一個(gè)蘋果還是榴蓮，通過觸覺和其他的感知也可以知道，這是神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算想要達(dá)到的效果。

它在能力上確實(shí)要往這方面走，但在應(yīng)用領(lǐng)域必須要找到突破口，到底哪個(gè)應(yīng)用會(huì)讓它獨(dú)樹一幟，讓大家能把這個(gè)應(yīng)用跑出來，就像深度學(xué)習(xí)一樣，也是等了好多年，終于找到一個(gè)合適的時(shí)間點(diǎn)，從硬件的性價(jià)比、能力、應(yīng)用等方面，在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域先跑出來。從神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算硬件相對(duì)來講的成熟度來看，英特爾現(xiàn)在迭代到第二版的Loihi 2，從能效比和可編程性來看，比第一版已經(jīng)好了很多。當(dāng)然我們還要再繼續(xù)迭代，需要一兩個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用把它帶飛起來。

但量子計(jì)算不一樣，量子計(jì)算現(xiàn)在面臨的困難還是非常多的，因?yàn)楝F(xiàn)在大家都還在做量子比特的階段，質(zhì)量要提高。

首先量子比特的穩(wěn)定程度、容錯(cuò)能力，還有它相干時(shí)間的長(zhǎng)短，包括有多少個(gè)量子比特可以真正穩(wěn)定的相干在一起，這些都是問題。這些問題都解決的情況下，才能往上層去做基于邏輯的可使用的量子比特，一旦形成一定數(shù)量的邏輯量子比特，并能很好地控制它之后，上面的算法、應(yīng)用相對(duì)來講才會(huì)發(fā)展比較快?，F(xiàn)在其實(shí)就是在底層，從量子比特到底用什么方式制備，到怎么解決差錯(cuò)控制，再到怎么把它的相干時(shí)間拉長(zhǎng)，還有就是未來真正做產(chǎn)業(yè)化，用什么樣的方案去支持產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，乃至未來量子計(jì)算機(jī)到底長(zhǎng)什么樣，這些都還沒有定論。

英特爾神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算芯片Loihi

觀察者網(wǎng)：量子計(jì)算可以說還處在前期研究階段？

宋繼強(qiáng)：現(xiàn)在還屬于早期，要想可量產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)足夠的容錯(cuò)性，目前都還沒有達(dá)到那一步。但是從量子比特的制備方式上講，英特爾的路徑比較獨(dú)樹一幟，就是用硅電子自旋方式上去制備量子比特，這跟業(yè)界長(zhǎng)期以來通過超導(dǎo)固態(tài)電路的方式去制備量子比特很不一樣。

觀察者網(wǎng)：在很多人印象中，英特爾是傳統(tǒng)的半導(dǎo)體巨頭，但是現(xiàn)在英特爾研究院在做很多前沿的研究，像神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算和量子計(jì)算等。做這些前沿布局時(shí)，英特爾都有哪些考慮？現(xiàn)在大概有多少力量或者資源投入其中？

宋繼強(qiáng)：我們想做的東西都是要在未來可被規(guī)模產(chǎn)業(yè)化使用的技術(shù)。所以不管是做量子計(jì)算芯片，還是做神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算芯片，最終衡量它成不成功，都在于能不能形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的效應(yīng)。

在量子比特這條道路上，為什么我們選了基于硅電子自旋的方式，也是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這個(gè)最適合英特爾，在300毫米的，大規(guī)模的CMOS制備這種半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)上把它產(chǎn)業(yè)化起來。同時(shí)，我們也看到基于這種方式做量子比特，它的尺寸是微縮的，比現(xiàn)在基于超導(dǎo)量子比特制備的小100萬倍。因?yàn)樗窃诠杈A上用CMOS工藝做的，一個(gè)量子比特大小就跟一個(gè)晶體管大小差不太多，所以具備規(guī)?；a(chǎn)的基礎(chǔ)。當(dāng)然這里面還缺一些東西，比如說怎么去提高量子比特量產(chǎn)的良率，包括最后怎么去形成計(jì)算系統(tǒng)等。但由于我們已經(jīng)知道大部分流程實(shí)際上跟半導(dǎo)體制程類似，因此更具備產(chǎn)業(yè)化條件。

神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算其實(shí)也一樣，我們?cè)谧龅臅r(shí)候也是要考慮不只是像學(xué)術(shù)界一樣，發(fā)一堆論文，讓博士生能畢業(yè)就行，我們必須要看未來怎么去把它商業(yè)化。因此，我們?cè)诔龅谝豢顪y(cè)試芯片Loihi之后，就開始構(gòu)造一個(gè)全球社區(qū)，叫英特爾神經(jīng)擬態(tài)研究社區(qū)（INRC）。這個(gè)社區(qū)就是先從初創(chuàng)企業(yè)和早期一直在做這方面研究的科研團(tuán)隊(duì)入手，在測(cè)試芯片上做測(cè)試開發(fā)，看看效果怎么樣，進(jìn)而去提升硬件設(shè)計(jì)，所以第二版Loihi 2性能好很多。

我們同時(shí)也和初創(chuàng)企業(yè)，以及和一些世界500強(qiáng)大企業(yè)一起，去探索神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算芯片的應(yīng)用，因?yàn)橐粋€(gè)新的芯片出來，總得找到合適的用處才行。我們?cè)嚵嗽诮K端設(shè)備上、在機(jī)器人上、在無人機(jī)上、在云端數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化上，去做不同種類的應(yīng)用嘗試，就是希望能夠找到適合規(guī)?；褂玫膱?chǎng)景。這就是做產(chǎn)業(yè)化路徑和做學(xué)術(shù)路徑不一樣的地方。這個(gè)項(xiàng)目，目前研究院基本上維持一個(gè)五六十人的團(tuán)隊(duì)在做，做量子計(jì)算的人其實(shí)比這還多，因?yàn)榱孔佑?jì)算是研究院和TD（技術(shù)開發(fā)）部門同時(shí)在做。

觀察者網(wǎng)：神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算是英特爾中國(guó)研究院和總部一起在研究嗎？

宋繼強(qiáng)：芯片的設(shè)計(jì)主要是總部在做。我們這邊主要是幫他們?cè)谥袊?guó)去構(gòu)建英特爾神經(jīng)擬態(tài)研究社區(qū)，這個(gè)社區(qū)包含學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和一些企業(yè)，我們向他們提供硬件，讓他們?nèi)プ鰧?shí)驗(yàn)，比如中科院自動(dòng)化所、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等，我們也有一些實(shí)驗(yàn)性的應(yīng)用。