《量子電腦的興起以及所帶來的影響》（上）⠀ ⠀ 本文編輯 | 張泳泰⠀ ⠀ 專欄文章 | 完稿日期2021/2/27⠀ ⠀ ❐前言⠀ 自古以來科技的進步時常為我們的社會帶來巨大的變革，從第一台電腦到人工智能，從利用細菌生產胰島素到器官移植，科技的突破都實實在在的影響著我們的生活與社會，那麼這篇文章希望能向各位讀者介紹未來可能會對我們的社會帶來變革的新科技-量子電腦，並向各位介紹它會對我們的生活帶來什麼樣的影響。⠀ 什麼是量子電腦？和一般的電腦有什麼不同？⠀ 量子電腦是一種利用量子物理特性進行通用計算的電腦。傳統電腦是採取二進位制，且利用位元儲存資料與運算，而在數學邏輯裡一個位元只能儲存0或1，兩個位元只能儲存（0,0）、（0,1）、（1,0）、（1,1）其中一種組合，而量子電腦不同，量子電腦負責運算與儲存資料的是量子位元，量子位元具有量子疊加態與量子糾纏兩大特性，量子疊加態的特性讓量子位元能夠同時處於1和0的疊加態，只需要兩個量子位元即可儲存所有組合，而量子糾纏運用改變其中一個量子位元進而影響其他量子位元的特性能夠大量同步資料。這兩大特性使量子電腦的運算能力超越傳統電腦，運算能力達到指數性的增長。⠀ ⠀ -⠀ ⠀ ❐量子電腦的現況⠀ 目前量子電腦中運算速度最快的是來自中國的九章量子電腦，擁有76個光子量子位元相較現今最快的超級電腦富岳還要快100萬億倍，並且只花了200秒就解出了高斯玻色取樣，值得關注的是九章量子電腦並沒有使用矽晶片，而是利用光子探測器、雷射系統、以及許多鏡片建構出光量子電腦，至於未來商業用主流的量子電腦架構會不會像中國的九章量子電腦一樣皆不需要使用矽晶片這值得我們觀察。另外現在已有量子電腦公司提供量子電腦作為商業用途，D-Wave公司在2020年宣布將具有5000量子位元的量子電腦用於雲端服務，目的在於協助那些想要開發量子軟體卻對那方面知識不足的企業。看到這裡可能會有些讀者覺得奇怪，為什麼D-Wave公司的量子電腦明明具有5000量子位元卻不是最快的量子電腦，而原因在於D-Wave公司的量子電腦並不是使用正統的技術，而是使用量子退火技術，而且D-Wave公司的量子電腦只能解決特定問題並不是通用電腦。⠀ ⠀ -⠀ ⠀ ❐量子電腦發展的困境⠀ 1️⃣量子電腦除錯與穩定⠀ 由於量子態非常容易受到電磁場、震動、和熱擾動的干擾，因此量子電腦需要在超低溫下運轉，且不確定性大、穩定時間短，造成觀測上容易發生錯誤，還需要耗費其他量子位元來做除錯，所以研究人員目前正在尋找保護量子態不受干擾的技術，這樣就不需要耗費額外的量子位元來做除錯，也能減少在低溫下維護量子電腦的難度。⠀ ⠀ 2️⃣量子應用程式開發⠀ 如果要讓量子電腦商業化那麼應用程式的開發絕對是不可或缺的，而應用程式發展的困擾源自於量子電腦本身，由於量子電腦容易受到環境干擾，因此在執行運算時會帶有一定程度的雜訊，所以在設計程式時必須顧慮到量子電腦的位元限制與物理特性，且量子電腦還處於發展初期規格並不統一，所以軟體大多都必須客製化。