Google量子電腦運算能力震驚各界 專家解析看懂什麼是量子運算
【記者蕭文康/台北報導】Google量子人工智慧團隊「Quantum AI」創辦人兼奈文(Hartmut Neven)日前宣布推出最新量子晶片「Willow」,實現2項創舉,包括增加「量子位元」使用數量至105 個同時減少錯誤以及不到5分鐘就完成需要1000兆年「隨機電路採樣」(RCS)基準測試震撼科技界,Google母司股票Alphabe還因為飆漲逾5%。微驅科技總經理吳金榮以簡單易懂的方式解說什麼是Google的量子晶片,以及對未來的世界帶來什變化。
量子運算速度快?比特幣挖礦首當其衝?
當Google於12月10日發表量子晶片「Willow」時,震驚各界,連特斯拉執行長馬斯克、OpenAI創辦人人Sam Altman 都稱讚,吳金榮說,但有一個可能不會按讚就是就是比特幣,為什麼呢?因為比特幣的挖礦就是通常是是去解一些數學的程式,如果是用傳統電腦要用很多的運算力,但是如果用量子電腦很快就可以解決了,所以大家憂慮比特幣可能挖礦一下就沒有了。
不過,事實上量子晶片的發展還是有一些困難,從過去發展過程來看,基本上美國在這個量子電腦很早就進入,大概2010年左右就已經開始,Google在2020年左右發布了一個大概是50個量子位元的量子電腦,還一度自稱是「量子霸權」,代表這個量子運算很厲害。
量子疊加可以是0也可以是1
什麼是量子電腦?吳金榮說,主要的原理很複雜,簡單講,它主要利用兩個模式,一個叫做「量子疊加」,另一個叫「量子糾纏」。量子的概念就是它等於是一個你測不準,它的狀態在經常在改變,所謂的「量子疊加」,我們就可以想像說兩個硬幣從高空掉下來,然後它也不斷的混亂的轉動,所以有時候是正面,有時候是背面,也就是說一個量子位元可以同時代表0,也可以代表1,和我們現在傳統的晶片是每一個位元不是0就是1,它就是只有兩種狀態不同。但是量子電腦它可以同時有0與1的存在,就是一個量子位元大概可以表示4種狀態,這個叫「量子疊加」。
量子糾纏代表2個量子間通訊不受距離影響
「量子糾纏」就是它一個量子可以對另外一個量子之間不受距離限制的通訊,從這個量子得知另一個量子的狀態達到通訊的目的。
困難點在於量子運算需要在絕對零度(負273度)
但問題是以前的話,量子運算需要在絕對零度(負273度)才可以產生「量子糾纏」和「量子疊加」這個效應,此外,產生「量子糾纏」或
「量子疊加」很容易受外面環境因素的干擾影響,就容易產生錯誤。而
這一次Google發表的105個量子位元,裡面有一個很重要的進步就是錯誤的糾正,達到量子位元增加但錯誤大量降低的程度。
量子運算對生物科技、製藥及化學將有突破性的革命
量子電腦問世對人類生活有哪些重大改變?吳金榮認為首先在生物科技及醫藥界和化學界會有很大的進展,因為製藥有太多各種不同的變數,量子電腦可以幫忙運算,比如說要去猜4個錢幣的正反面,傳統的算法要算猜2的4次方,用量子運算的只要猜4次,所以為什麼第一個在化學、在藥物開發上會較有利,因為藥物有太多不同的變數而量子可以同時去運算,可能會因此而有一個突破性的革命。
量子運算無法取代傳統運算、還有段路要走
其實量子電腦已開始有商用,IBM也可以在雲端裡面提供這個量子運算,Google下一步要做這個量子晶片,需要在一個晶圓廠把超低溫的設備放到晶片的製造中心,這個未必是由台積電代工,因為這個不需要先進的製程,量子電腦發展還有很長遠的路要走,但是現在先看到一個光。