Qunova Computing 是世界上第一个实现量子霸权的公司，它通过速度提高 1000 倍的算法将不可能变为现实

– 实现量子霸权，突破现有超级计算机的局限性

– 计算原本需要 100 个小时，现在只需 40 分钟……从道路维护到新药和新材料开发

– “在量子计算机市场真正起步的转折点上，确保市场领先的技术”

量子计算创新领导者 Qunova Computing（以下简称 Qunova）凭借“HI-VQE（切换迭代变分量子特征求解器）”算法，在全球率先实现了量子优势。这使得人工智能能够突破仅能学习先前创造的材料的局限性，创造和预测新材料。

Qnova 于 2021 年作为 KAIST 的教职员工创业公司成立，是一家量子计算软件公司，由 CEO 李俊九（兼任 KAIST 电气电子工程系教授）领导。Qnova 计划在年内发布所有算法，包括用于解决化学问题的 HI-VQE、用于优化解决方案的 HI-VQA 和用于热力学的 HI-VQLS，并在 2027 年前发布基于量子算法的面向公众的新药和新材料设计平台 Milky Way 以及分子分析软件 Pulsar。

Qnova 还与拥有全球第二大超级计算机富岳（Fugaku）的日本理化学研究所（RIKEN）合作开展研究。通过与理化学研究所的联合研究，Qnova 正在证明其量子算法比全球最强大的超级计算机更快、更准确。

我们在首尔江南区的办公室与首席执行官李俊九会面，讨论了量子计算、量子霸权、Qnova 正在开发的算法和软件以及其商业计划。

量子计算机和量子霸权

我们今天使用的计算机使用0和1的比特来处理信息。然而，量子计算机使用一种不同的单位，称为“量子比特”。量子比特的核心在于量子力学现象“叠加”和“纠缠”。叠加允许0和1同时存在，而纠缠允许多个量子比特相互连接并共享信息。如果传统计算机能够逐一找到解决迷宫的方法，那么量子计算机则能够同时探索所有路径。因此，在某些问题上，它的计算速度可以呈指数级增长。例如，传统计算机在迷宫中找到出口的方式就像一条一条地探索路径。它先走A路径，如果是死路，就折返，依次尝试B路径。而量子计算机可以利用量子力学现象“叠加”和“纠缠”同时探索所有路径。

每增加一个量子比特，计算能力就会翻倍。40个量子比特就能实现千万亿次计算，而60个量子比特则可以解决当前超级计算机无法解决的问题。正因如此，60个量子比特才至关重要。量子霸权是指量子计算机能够比传统超级计算机更快、更准确地计算特定问题的状态。换句话说，传统超级计算机无法解决的问题，量子计算机可以解决。理论上，量子霸权始于40个量子比特，但要真正实现工业应用，则需要60个或更多量子比特。

全球首次实现量子霸权……计算结果公开展示

Qnova 近期因将全球首个实现量子霸权的算法商业化而备受瞩目。目前，VQE（变分量子特征求解器，一种结合量子计算机和经典计算机的混合量子算法）是占据量子计算市场 40-50% 份额的核心算法。Qnova 的 HI-VQE 效率是 VQE 的 100 倍，HI-VQE 规模达 68 个量子比特。

今年3月，Qnova在IBM的Qiskit Functions平台（IBM为构建量子计算生态系统打造的核心平台，堪称量子计算领域的‘应用商店’）上注册了HI-VQE算法。

该代表解释道：“IBM 的 Qiskit Functions 库中注册了七款软件，而 Qnova 是唯一一款实现量子霸权的软件。全球约有 80 家量子计算软件公司，但大多数都是通过组合网络上流传的软件来开发产品。没有原创技术，就没有真正的竞争力。”

重要的不是量子比特的数量，而是实现比现有超级计算机计算速度更快、更准确，或者更精确的用例。让以前不可能的事情成为可能，才是量子霸权的精髓。

在“2024 Quantum Korea”活动上，Qnova 进行了全球首个实时演示。它实时展示了一种名为硫化锂 (Li2S) 的化合物的分子结构分析。这是全球首次公开演示使用量子计算机实时获取有意义的计算结果的过程。迄今为止，量子计算机硬件公司虽然能够证明其设备有效，但尚未有实时获取有意义计算结果的演示。

经过 30 年的量子计算研究而成立

Qnova，全球唯一的量子霸权，并非一朝一夕就能实现的。李准九首席执行官的量子计算之旅，可以追溯到30年前。李准九首席执行官于1996年在美国NEC研究所开始量子计算研究，可以说是这一领域的活生生的见证者。

“我们于2018年在韩国首次建立大学量子计算ITRC中心时，就开始了全面研究。然而，单靠研究有其局限性。我们想要创造出能够应用于实际产业的技术，而要做到这一点，我们必须创业。”

与该代表一直进行联合研究的南非教授Francesco Petruccione作为联合创始人参与其中。Petruccione教授是量子机器学习领域的世界权威，也是第一本量子机器学习教科书的作者。

目前，26名员工中有一半是外国人，21名是研发人员，其中14人拥有博士学位。最近，他们从亚马逊聘请了Jaewan Kim博士担任首席产品官（CPO），以此加速进军全球市场。Jaewan Kim是一位软件工程专家，拥有在亚马逊实现10亿美元销售额的经验。

“虽然在国内招聘人才方面确实存在困难，但更重要的原因是我们的客户大多在海外。我们这样组织人才，是为了实现全球化。”

2022年从多伦多大学创意破坏实验室量子流项目毕业也为我建立全球人脉网提供了巨大的帮助。这个项目最初有50个团队，最终只有10个毕业，通过这个项目，我得以与Bessemer Partners等全球投资者建立人脉网。

量子计算30年的研究成果如今正在成为现实。

即使没有数据也可以开发新药和新材料

HI-VQE 的核心是“混合方法”。这种方法交替利用量子计算机和传统计算机的优势。这种方法的创新性也得到了业界的认可。过去，人们认为不完美的 NISQ（噪声中型量子计算机，目前虽不完美但实用的量子计算机）量子计算机无法进行有意义的计算，但 Qnova 的混合算法打破了这一传统观念。

该代表表示：“正如GPU的出现并没有取代CPU一样，量子计算机也不会取代现有的计算机，而是相互补充。当两者的优势被充分发挥并结合起来时，就能实现惊人的性能。我们是第一个引入这种方法的公司，并且已经获得了原始专利。凭借这项技术，我们在世界上首次实现了量子霸权。”

HI-VQE 算法将带来最大创新的领域是新药和新材料的开发。目前，基于人工智能的新药开发备受关注，但其局限性显而易见。人工智能必须从现有数据中学习，而它在缺乏数据的新领域表现不佳。

量子计算机负责人工智能无法完成的全新计算领域。由于它们仅基于化学原理来解释问题，因此即使没有数据也能获得准确的答案。

HI-VQE 还发现了血红蛋白运输氧气的原理。血红蛋白如何在人体内运输氧气是生命现象的核心，但迄今为止，计算其确切机制一直很困难。血红蛋白的核心是一种名为铁卟啉的化合物。为了准确计算这种物质与氧气结合时发生的能量变化，需要分析大约 1000 万个电子轨道如何相互作用。Qnova 在 44 量子比特的规模上准确地解释了这一点。

还可以解决与我们的日常生活直接相关的复杂问题。

优化问题也很容易解决

例如，假设您正在某个行政区域内维修数万条道路。决定何时以及以何种顺序维修每条道路是一个非常复杂的问题。如果您将指示是否维修每条道路的变量设置为0或1，那么选择本周维修哪些道路就成为一个决策变量。如果道路总数只有几百条或几千条，这还不是问题，但如果道路总数超过10万条，问题就不同了。使用现有方法不可能一次性制定出考虑整个道路网络的最优维修方案。

Qnova 的 HI-VQA 算法可以优化 10 万到 100 万个变量。这意味着全国范围的道路网络优化也成为可能。“目前的超级计算机可以解决约 1 万个变量的问题，但约 10 万个变量的问题即使超级计算机也无法解决。如果能够对道路维护等复杂问题进行优化计算，我们就能大幅降低成本，同时最大限度地为市民提供便利。”李教授强调道。

基于热力学的飞机设计也是可能的

飞机机翼的设计问题展现出另一种程度的复杂性。为了提高燃油效率并增强飞机安全性，必须准确预测机翼周围的气流。这涉及复杂的物理现象，例如机身的涡流分析以及机翼表面的水凝结或冷凝。为了解决这些问题，必须将空间划分为非常小的网格，并计算每个点的物理状态。“目前的超级计算机无法在网格节点数量超过10,000时进行计算，但在实际的飞机设计中，需要更精确的计算，”首席执行官李俊九解释说。Qnova的HI-VQLS可以解决10亿个节点规模的问题，从而实现以前难以想象的精确设计。

HI-VQE，98 要求原始专利申请

Qnova 的核心竞争优势之一是其强大的专利组合。该公司已在美国申请并注册了一项专利，其中仅与 HI-VQE 相关的专利就有 98 项。首席执行官将此与高通的 CDMA 专利进行了类比。

“正如CDMA解决了移动网络接入问题，引发了移动通信市场的快速增长一样，我们的技术将成为世界上第一个实际用例，加速量子计算市场的形成。”

事实上，高通仅在2016年就从CDMA专利许可中赚取了60亿美元。一旦量子计算市场起飞，Qnova也能获得可观的专利收入。

目前量子计算硬件市场规模今年已突破1万亿韩元，预计明年将增长至2万亿韩元。麦肯锡预测，2030年量子计算市场规模将达到930亿美元（约合130万亿韩元）。

为预计1-2年后出现的量子计算机市场做准备

量子计算市场的增长潜力无限。Qnova 瞄准的计算化学、数值分析、新药、新材料发现和人工智能等市场规模预计到 2030 年将达到 12.8 万亿韩元。其中，量子计算能够占领的市场（SAM）为 3.6 万亿韩元，而 Qnova 能够直接进攻的市场（SOM）为 5380 亿韩元。

“我们预测，量子计算机市场真正启动的拐点将在1-2年内出现。我们已经做好了准备，并具备了引领市场的技术实力。”

该代表强调，量子计算不仅仅是现有计算的延伸，而是一个全新的范式。“从CPU到GPU，再到现在的QPU（量子处理单元）的演进是一个自然的进程。我们正处于这一变革的前沿。”

李准九代表表达了“成为量子计算市场触发器”的雄心。事实上，Qnova在世界范围内首次实现的量子霸权，是将理论可能性变为现实的历史性成就。

Qnova 的征程才刚刚开始。它正朝着具体的目标迈进，即到 2027 年完成集成平台，到 2030 年实现 200 亿韩元的销售额。此外，它还在为量子 AI 和超低功耗通用物理引擎 (GPT) 等下一代技术做准备。

韩国能否继半导体和电池之后，在量子计算领域展现出全球领先地位，正是Qnova的动向备受关注的原因。我们期待李准九代表梦想中的“量子计算市场的iPhone”在韩国诞生的那一天。