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大廠競逐量子霸權 百萬Qubit商用門檻仍卡關

文‧黃繼寬 發布日期:2019/12/02 關鍵字:量子運算量子電腦GoogleIBM英特爾

回顧2019年,科技大廠競相發表量子運算的技術突破,將量子運算從學術研究題目轉成科技業的熱門話題。不過,量子運算的商業應用,需要一段醞釀期。

對量子運算領域的研究者來說,2019年無疑是非常令人振奮的一年。早在1926年,奧地利物理學家薛丁格(Schrodinger)發表論文,提出薛丁格方程式,奠定量子力學的基礎後,量子運算的概念就開始逐漸醞釀。在此後數十年,多位大師級學者先後從理論上證明,量子運算是可行的,而且有些證明十分優雅,其數學推導過程甚至不到半張A4紙就能寫完。這使得學術界對於量子運算的理論研究跟硬體原型建構,一直有很高的興趣。

然而,理論歸理論,實務歸實務。量子運算在實作上非常困難,因為量子狀態本身極為脆弱,任何干擾,甚至只是試圖度量,都會使量子狀態難以維持,回復到古典(二位元)狀態。
其次,量子狀態得在接近絕對零度(攝氏-273.15度)的環境下才能維持,這使得人類開始試圖建造量子運算硬體的原型時,很自然地選擇超導體這條路徑。直到近年才開始有人探索新的設計架構,例如英特爾的自旋量子位元等基於矽晶的設計架構,或漢威聯合採用的離子阱(Ion Trap)架構(圖1)。

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