前往主要內容
工商時報LOGO

量子電腦:科技巨頭研發競速 誰將拔得頭籌?

電腦科技和量子力學的結合,將帶給世界前所未有的發展。圖/freepik
電腦科技和量子力學的結合,將帶給世界前所未有的發展。圖/freepik

已將目前網頁的網址複製到您的剪貼簿!

一個世紀以後,專家將以現代人完全想像不到的系統組成量子電腦。—西班牙物理學家拉托雷,摘錄自《量子》

量子力學(quantum mechanics)¹的應用將徹底改變電腦科技,其處理和解決問題的速度比當今任何電腦設備都要快上百萬倍。量子力學讓物質(例如原子)可以同時以兩種狀態存在。傳統電腦運算使用的是二進位語言,其最小的計算單位是位元(bit),狀態為0 或1;但量子運算不再使用位元,而是量子位元(qubit; quantum bit),單一量子位元可以是0 或1,或是任何比例的0 與1組合(例如1/3的1疊加2/3的0),且不同量子位元還可以同步運算。

日常生活中許多物品都運用到量子力學,例如:手機和電腦裡的晶片、雷射²、核磁共振(藉由電子正子對滅〔electron-positron annihilation〕來判讀人體內的情況)、斷層掃描、LED燈、利用量子/原子鐘來運作的GPS等。

不過,現在的量子技術僅具雛形,未來想必還會帶來許多驚奇。著名的次原子粒子與量子力學專家拉托雷曾說,量子電腦將是近代科技的一大躍進,其速度和功率強大到足以在地緣政治、政治與經濟層面造成極大的效應。在量子電腦具備的諸多特性中,破解網路傳輸之加密訊息的能力尤其引人矚目,不論用什麼方法加密,量子電腦都有辦法透過演算法破解。

這位任職於新加坡量子科技中心的研究員還說道,未來量子力學的應用將無遠弗屆,舉凡新藥物研發、測量系統(陀螺儀、重力測量、加速規等)精準度的提升、複雜的數學演算、進階的物理學與化學,皆包含在內。此外,在應用上也將引發量子網路安全的議題,必須探尋確保加密通訊不會被量子電腦破解的方法。

然而,這樣的發展也存在弊端。首先,在量子科技和人工智慧結合後,就業機會很有可能會因此減少。另外,藉助新式電腦,政府對社會的監控將變得更加嚴密。拉托雷也毫不猶豫地說:「致力於發展新一代量子科技的人,可能不會遵守民主的法律和道德的規範。」另一方面,已開發和未開發社會之間的差異亦可能加劇,因為只有大國才具備足夠的技術研發量子電腦。目前,像谷歌、微軟與IBM³等科技龍頭都爭相在這個領域當開路先鋒。

考量到量子電腦可能帶來的地緣政治、軍事和情報優勢,拉托雷認為:「最大的問題不在於『何時』獲得量子電腦,而是『誰』將獲得量子電腦。」

也就是說,各國之間又會像過去歷史上一場又一場的軍備競賽一般展開較量。

如果再加上量子電腦如何造福人類等問題,那麼無庸置疑,量子力學將為人類充滿不確定的未來世界,以及幾乎無法預測的科技革命,畫上更多的問號。

注釋:

¹馬克斯.普朗克(Max Planck)於1900年提出第一個純量子方程式,他因發現量子能量於1918年獲頒諾貝爾物理學獎,而普朗克常數(Planck constant)即是量子現象依存的基本常數。隨後,量子力學的理論在1926年公式化,並由馮紐曼(John von Neumann)於1932年進一步完善。1984年,班奈特(CharlesBennett)與布拉薩(Gilles Brassard)設計出第一個量子安全協定,為了紀念他們,該協定被稱為「BB84」量子金鑰分配協定(quantum key distribution protocol, QKDP)。

²雷射(laser)是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(「通過受激輻射產生的光放大」之意)的縮寫。雷射是利用量子學效應,即誘導或受激輻射,在空間和時間上產生同調(coherent)光束。正如拉托雷所說,它是一束在粒子間保持量子同調性的粒子(光子)。至今受到廣泛應用,例如光纖等。

³編注:IBM已於2021年發表127量子位元的Eagle處理器,預計於2022年下半年與2023年分別推出433、1,121量子位元的處理器,並在2025年推出超過4,000量子位元的運算系統。

(本文摘自佩德羅.巴尼奧斯著《國家力量決勝點:歐盟情報專家Pedro Baños透視全球,地緣政治必備生存指南》,野人文化提供)

您可能感興趣的話題

返回頁首
LOADING

本網頁已閒置超過3分鐘。請點撃框外背景,或右側關閉按鈕(X),即可回到網頁。