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量子電腦技術各國保密到家 台灣為何鉅細靡遺展示成果?(影音)

  • 时间:2024-02-10 05:30
  • 新闻引据:採訪
  • 撰稿编辑:楊文君
量子電腦技術各國保密到家 台灣為何鉅細靡遺展示成果?(影音)
中研院物理所特聘研究員陳啟東展示中研院自研自製的5位元超導量子電腦晶片。(楊文君 攝)

量子科技研究已成全球趨勢,全球先進國家爭相投入龐大資源研發,中央研究院首度對外展示目前台灣第一座量子電腦,有別於其他國家將製作細節保密到家,中研院則是將晶片細節都對外公開,目的就是希望各界、甚至全球可以一同來合作。

走進位於中央研究院物理所地下室的「量子電腦實驗室」,伴隨著高壓氣體機器的運轉聲,研究人員向我們介紹眼前這台台灣第一座「量子電腦」。首先印入眼簾的是量子電腦最核心的系統,就是可以維持低溫運轉的「氦三氦四稀釋冷凍機」(He3He4 Dilution refrigerator),有如俄羅斯娃娃一般,有著一層層的保護罩,可讓非常靈敏的量子位元不受外在磁場等干擾。

中研院2023年底超前完成5位元超導量子電腦,而且全部都是自研自製,從量子電腦晶片設計、製作、以及在量子位元的狀態控制和讀取技術等。

中研院物理所特聘研究員陳啟東指出,以目前技術走在最前面的美國IBM量子電腦已經進展到433位元,但現在他們又回頭製作133位元,顯示位元數量只是一個層次,但能不能穩定、有效的運轉才是關鍵。他說:『(原音)所以各位就會了解,位元幾個不是重點,他都還會走回來看,因為你位元多,但執行效率不佳,你還是得回來;執行效率好的,1個位元可以抵人家10個位元用。』

量子電腦與現行超級電腦差別為何?

究竟量子電腦可以運算什麼?陳啟東指出,量子電腦預估會先從材料、醫藥、生物等比較複雜的領域開始,但還要等位元數量夠多、品質夠好,並搭配演算法,才能慢慢走入人們生活中。

對於量子電腦是否比超級電腦運算更快?陳啟東直言這絕對是誤解,因為兩者是用不同機制去做運算,量子電腦可處理古典電腦、也就是現在電腦不能處理的問題;但如果是現在電腦能處理的,量子電腦未必比較快。

他舉例,假設35乘以87等於多少,量子電腦絕對不會算得比較快,也不會比較準;但若是一個非常大的數字,要解出質因數時,量子電腦就會勝過古典電腦。他說:『(原音)所以是以問題的性質來看,之所以會這樣,是因為量子電腦使用機制是完全不一樣的,在某些方面可以做得比較順暢,古典電腦是沒辦法用那些機制來做運算。』


中研院超導量子電腦主機上也放著綠色乖乖,希望機器「乖乖」運行。(楊文君 攝)

台灣量子電腦技術 威脅其他國家?

由於量子電腦技術是各國競逐的重點,有別於其他國家將製作細節保密到家,中研院則是將晶片細節及進度都對外公開,甚至搬出電子顯微鏡,讓各界好好看清楚。

中研院學術諮詢總會副執行秘書李超煌指出,中研院這次的目的就是希望不只是政府,還有產業界的大老闆們可看到此趨勢,各界可以一起來投資,甚至全球可以一同來合作。他說:『(原音)我們院的猜測是他的進展一定會越來越快,這不是慢慢慢慢發生,是一下子就發生,你就會發現為什麼大家都準備好了,就是因為人家看得比較遠,以目前來說,你要產業界大規模投入也還是有困難。』

李超煌也提到,目前可以自研自製超導量子電腦的國家包括美國、中國、日本、荷蘭、芬蘭等,可說是一隻手數得出來,韓國則還未聽說,不確定是否有在發展;中國的技術更絕對領先台灣,毋庸置疑。目前中研院展示出的東西對先進國家來說只是一個起步,不至於讓他們覺得有威脅。

中研院院長廖俊智指出,儘管現階段離實際應用還有一段距離,但就像AI一樣,一旦成功、馬上就會風起雲湧。中研院也預計2024年底會將研究團隊搬到中研院南部院區量子基地,將垂直整合基礎研究到實際應用。

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