量子電腦

香茂榮
量子電腦並非科幻小說
的情節。。。。

在崇基唸物理課的時候,知道有 quantum mechanics 量子力學這一科目,但完全沒有接觸過量子力學的內裡乾坤,對它一竅不通。最近《量子電腦》,頻頻在不同媒體的新聞出現,就讓筆者濫竽充數一下吧!

10月尾, Google 宣稱一部量子電腦,在幾分鐘內可以完成一部傳統超級電腦需要一萬年才能完成的計算任務,技術的飛躍實在是匪夷所思。

量子電腦超速的運作,可能使人工智能、密碼破譯、交通傳遞和藥品研發等領域,出現巨大的飛躍。不過 google 的競爭對手 IBM 對 Google宣稱技術突破的一個關鍵問題提出了質疑,說實驗的計算,傳統的電腦只需幾天而已。


儘管利用量子電腦完成一次計算是有限的,但這只是第一步。Google 的 Sundar Pichai說:「首架飛機僅僅飛行了12秒鐘,沒有實際的應用價值,但這顯示出飛機是可以飛行的」。

現代電腦使用以 0 與1 的二進制以 bit 為基本運算與儲存資訊,這也是我在 1967年,進入IBM工作時所學的第一課。量子電腦並非科幻小說的情節,跟一般電腦相比,量子電腦擁有極快的運算速度,以qubit為單元,可以將0或1、0與1相互疊加,處理更多、更複雜的資訊。

假如將傳統電腦想像成單一種樂器,量子電腦就像是眾多樂器組成的交響樂團,能夠同時演奏相同的樂章、不同的段落,也就是說一部量子電腦,可以在短時間內完成一般電腦需要花上數十年才能解決的問題,因此被稱為「新世代運算工具」。


不過,看似嶄新先進的科技,也可能像打開 Pandora's box 一樣危險,就以虛擬貨幣為例,傳統電腦要解開密碼需時一千億年,但在量子電腦的幫助下,只需要三個小時就能破解,對保密安全是一大威脅。目前美國、日本都為了因應量子電腦時代的來臨,都開始投入新密碼組織的研發。

近幾年IBM、Google、Microsoft、Intel 等各家科技大戶都紛紛投入量子電腦大戰。Intel、IBM都在今年的國際消費電子展上,展示最新的量子電腦晶片。而Microsoft更是從12年前開始投入量子運算研究,在去年12月推出一款新的電腦語言《Q#》支持量子電腦。我記得五十多年前初學的電腦語言是《FORTRAN 》和《COBOL》。

Microsoft的Todd Holmdahl表示,量子電腦預計五年內進入商業市場,若達成此目標將會是科學的一大進展。

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