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台灣自製超導量子電腦是什麼?和傳統電腦有何不同?

2024/1/30 14:31(1/30 15:53 更新)
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中研院自研自製5位元超導量子電腦的模型。(圖取自中研院網頁sinica.edu.tw)
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(中央社網站)量子電腦具有超越目前超級電腦的運算潛力,中央研究院29日發表自研自製的「5位元超導量子電腦」,研究員陳啟東指出,開發成果代表台灣加入世界上少數可自製超導量子電腦國家的行列。量子電腦是什麼?和傳統電腦有何不同?中央社整理相關QA帶你看懂。

什麼是量子電腦?

量子電腦是科學家藉由操縱量子現象,以量子的疊加、糾纏等特性,完成「量子運算」而研發的電腦。

和傳統電腦有什麼不同?

資料處理模式不同。傳統電腦最小單位是位元(bit),以0、1二進位運算,每一個位元會在0、1兩種狀態切換,不會同時存在。量子位元(qubit)是量子電腦最基本的運算單位,可以同時存在0和1,運算能力比傳統電腦強。

以走迷宮為例,傳統電腦須一條一條路逐條走完,才能確定哪一條路可以抵達出口,但量子電腦可以同時走多條路,一次就能找到出口。

中研院物理所暨應用科學研究中心特聘研究員陳啟東(左)於量子電腦實驗室,研究團隊操作氦三氦四稀釋冷凍機。(中研院提供)
中研院物理所暨應用科學研究中心特聘研究員陳啟東(左)於量子電腦實驗室,研究團隊操作氦三氦四稀釋冷凍機。(中研院提供)
圖為台灣自製5位元量子晶片。(中央社檔案照片)
圖為台灣自製5位元量子晶片。(中央社檔案照片)

量子電腦有多強大?

2019年,科技巨擘Google宣布在量子運算研究取得重大突破時指出,利用實驗性量子處理器,可在短短200秒內完成傳統超級電腦必須耗費1萬年才能執行完成的運算任務。

量子電腦運算快速有什麼危機?

路透社2023年底報導,加拿大網路安全公司Quantum Defen5e(QD5)曾警告美國國防部,全球可能最快在2025年達到Q-day,屆時量子電腦可破解所有現行的主流加密技術,美國的機密(或者說所有人的秘密)正處於暴露風險。

可以應用在什麼地方?

量子電腦運算能力強大,可以減少研發、預測時間和成本,科技網站ZDNet曾報導,未來可能對8項領域有重大改變,包含新藥、電池、天氣及交通等,隨機性也是量子運算特點,有助產出更強的加密金鑰,保護機敏資料。

IBM、Google等投入研發

美國、歐盟、中國及日本等各國均積極投入資源研發量子電腦,Google、IBM及Intel等企業近年也陸續發表量子電腦處理器,並探索量子運算是否能結合人工智慧,幫助機器學習。

台灣自製超導量子電腦

台灣也跟上布局量子科技的腳步,中研院2022年與國科會、經濟部跨部會共同籌組「量子國家隊」,中研院2023年10月打造出量子晶片,2024年1月29日發表自製5位元超導量子電腦。

中研院長廖俊智說,台灣雖然不是世界第一,「但也是在單手能數得出來的國家」中完成研發。(編輯:簡莉庭)1130130

中央研究院開發「5位元超導量子電腦」。中央社記者鄭傑文攝 113年1月29日
中央研究院開發「5位元超導量子電腦」。中央社記者鄭傑文攝 113年1月29日
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