量子技術  未來世界主導者

編譯／李寓心

隨著科技與日俱進的發展，世界各國逐步意識到「量子」（Quantum）所帶來的潛在威力，其中量子運算基於量子理論而開發的計算機技術，雖然相對是一項新技術的開始，但長遠來看，量子運算未來可是顛覆現有技術的關鍵，能徹底改變許多行業和我們日常生活的方式。

傳統計算機，通常使用電晶體作為邏輯的物理構建，數據在最終階段的位元（bits）中，仍需仰賴布林代數的二進位原理進行，雖然每個電晶體在切換時，能達到十億分之一秒為單位測量，但這些設備切換速度仍存在著限制。

如今，有了量子計算機後，科學家朝向更小、更快的電路發展，透過陷獲離子（Trapped ion）、超導迴路、量子點和鑽石中的「空位」，構成量子位元（Quantum bit）的計算基礎，但量子技術固然威力強大，現在還處於研發階段，仍有許多問題需要克服。

• 需構建可擴展的量子硬體：量子運算的主要問題之一，如何建構一個能夠處理大量的量子位元，且同時可保持穩定和相干性（coherence）的設備。
• 處理量子系統中的噪音和錯誤：因量子系統對噪音和錯誤的高度敏感，會干擾運算過程，導致結果不準確。
• 開發用於量子運算的高效算法：隨著量子計算的能力不斷擴展，而具有獨特屬性量子系統的新演算法，需求量也持續增加。
• 缺乏熟練專業人員：量子運算領域為新興技術之一，因此目前仍缺乏具備使用量子設備和軟體的技術人才。
• 量子技術與傳統技術融合不足：將兩者無縫融合的技術，目前仍是一大挑戰，也是使得量子運算難以實際應用的原因。
• 量子運算的成本效益：因量子計算機的製造和運行需要大量資金，成為廣泛採用量子運算的主要障礙。

雖然量子技術尚有待解決的技術問題，但量子技術未來也可能應用在更多地方，例如：量子機器學習和量子人工智慧、提供強大運算功能的量子雲端服務和優化電腦糾錯等。將來量子運算還會持續進步，也會與機器學習和密碼學等結合運用，並且隨著量子技術普及，有望可應用在金融和醫療保健等產業，以分析大量數據，做出準確的預測。

資料來源：BBN TIMES

瀏覽 756 次