量子電腦是什麼?為什麼只可能在-273度運作?

科幻電影當中,我們常常都聽到量子電腦、量子運算(Quantum Computer)之類的名詞。其實,量子運算的時代已經來臨。那麼,到底什麼是量子電腦(Quantum Computer)呢?

什麽是量子運算?

現今的傳統電腦,以 0 及 1 的組合成為 Bit (位元) 作為記錄訊息的方法。量子電腦就以 Quantum Bits 或簡稱 Qubits 來做記錄。因為以 Quantum Superposition (量子態疊加,大家可以想像是一堆資料疊起來的情況) 組成 Qubit,所以比傳統的 Bit 記錄更多資訊。

因為 Qubit 資訊儲存量大增,亦造就能夠比傳統電腦更高速的運算環境,對 Smart City 的發展 (如改善交通、車流、物流)、氣象預報、設計新藥物的運算工作。而 Quantum-based Cryptographic Systems (量子運算為基礎的加密系統),亦會是量子電腦的重要議題。

量子電腦的出現?

談到量子電腦,就必須要提 Google!早在 2017 年 3 月,Nature 雜誌就指出這個跨國企業期望在未來 5 年內、將量子科技商用化 (Commercialize Quantum Technology)。隨後,Google 就宣佈,他們預計於 2017 年底,推出名為 Quantum Supremacy (可譯為量子霸權) 的 49-qubit 量子電腦 (不再以bit來做單位了!)

不過,真正推出「量子霸權」電腦的,是IBM。他們在 2017 年11 月推出第一部 50-qubit 的量子電腦,並於 2018 年的 CES 展出,並期望在未來 10 年內成功推出 50 至 100-Qubit 的商用電腦。

另一方面,Intel 亦於同一個展覽之中,展示他們的 49-qubit 測試晶片,不過要真正達至商用化的程度,就需要 5 至 7 年的時間。

最大難關

不過量子電腦面對的最大問題是溫度。以現時的技術來說,電腦必須於攝氏 -273 度的環境中才可正常運作,而且真正商用化的量子電腦,必須擁有 100 萬 Qubit 才可。長路漫漫,期望我們日後能盡快擁有商用的量子電腦吧!

之前提過 Smart City,其中一項最值得大家深入研究的,就是自動化 (Automation),早前美國 Nuro 正研發一部自動送貨電動車,想知道他的功能如何?請馬上按這裡看看。

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