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2019-11-15量子霸權來臨？Google量子電腦技術立下標竿
455 期
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【本刊訊】量子霸權（quantum supremacy），又稱量子優越性，指的是量子電腦在特定條件之下，能夠處理傳統電腦所無法解決的問題，而此問題並不一定具有實際用途。近期由美國聖塔芭芭拉加利福尼亞大學（UC Santa Barbara）及Google的共同研究團隊，在Nature所發布的研究表示，團隊利用53個量子位元（qubit）所製作出的量子電腦，不只能順利運作，運算能力更號稱是目前傳統超級電腦的1.5兆倍。
Google團隊所開發的量子電腦，包含54個量子位元（運算過程中其中一個位元故障），並利用量子的糾纏與疊加特性，不同於傳統電腦所使用的0和1位元，運算能力出眾。而量子電腦一直被視為未來資訊科技的聖杯，不只擁有強大的運算能力，甚至是利用因式分解所設計的密碼加密系統，在量子電腦面前幾乎形同虛設。而一般電腦需耗時上萬年的運算，量子電腦能輕鬆在幾分鐘的時間內完成。
研究人員表示，這台量子電腦雖然只包含53個量子位元，體積極小，但與目前的超級電腦相比之下，在某些特定條件的運算過程中，超級電腦需耗時近萬年的運算，此量子電腦只需200秒即可完成。雖然IBM團隊後續出面澄清，在利用最強大的超級電腦進行此運算時，只需兩天即可完成運算。但不論是兩天或是一萬年，相較於量子電腦的200秒，仍是天差地別的級距。
但量子電腦真能馬上取代你我桌上的傳統電腦嗎？其實不然。中央研究院資訊科學研究所鐘楷閔博士曾於中研院開放日演講中表示，量子電腦的發展仍為初步階段，尚有一段研究的漫漫長路。他表示，本次的量子電腦屬於特定的運算，簡單來說，該運算是建立在對量子電腦較為有利、的條件之下進行比較，會有此結果也不令人意外。不過面對未來的量子霸權，美國政府為因應量子電腦的發展，近年來提出國家量子計劃（National Quantum Initiative），制定量子電腦的相關規範，使法規能跟上未來的資訊科技發展。
鍾楷閔也表示，本次的研究雖然沒有展示出任何量子電腦的實際作為，但就如同當年萊特兄弟所發明的飛機，升空後只在空中停留12秒，在當時也沒有任何可能的商業用途，但卻為後續的飛機研究發展立下標竿。而本次的研究則證明量子電腦不只作為計算機資訊工具的濫觴，更宣告此發明的無窮潛力。
新聞來源
Frank Arute et al., Quantum supremacy using a programmable superconducting processor, Nature, 2019.