《量子電腦的興起以及所帶來的影響》（下）⠀ ⠀ 本文編輯 | 張泳泰⠀ ⠀ 專欄文章 | 完稿日期2021/2/27⠀ ⠀ （續上篇）⠀ ⠀ ❐量子電腦所帶來的影響⠀ 1️⃣人工智能：⠀ 人工智能的強項在於大數據分析而在數據與數據複雜性不斷增長的情況下，傳統電腦的運算能力面臨越來越大的壓力，但隨著量子電腦的出現量子運算的平行性能夠幫助AI更快速的比對數據間的差異與整合各項數據，這樣不僅排解原本的運算壓力更讓AI的學習能力更上一層樓。⠀ ⠀ 2️⃣RSA加密演算法：⠀ RSA加密演算法是一種非對稱加密演算法，基礎的加密原理是運用極大整數質因數分解的難度造成電腦必須耗費巨額時間運算，而讓破解變得不可行藉此達到保密效果。但是RSA演算法本身具有週期性，而這種有週期性的問題正好是量子電腦擅長的領域。⠀ ⠀ 雖然目前的量子電腦還沒有足夠的能力破解RSA演算法，但難以保證在十年後RSA演算法還能繼續保護我們的資訊，且RSA的應用範圍相當廣泛，從社群媒體到軍事通訊都是它的應用範圍，若在沒有準備的情況下遭到破解，後果將難以設想。對此美國國家標準與技術研究院早在2012年就開始後量子加密專案，目的在於找出能夠對抗量子電腦的加密系統。⠀ ⠀ 3️⃣化學製藥與材料研發：⠀ 傳統電腦在模擬化學反應時，常常需要簡化電子間的強互動，避免資訊量過大導致傳統電腦無法運算，但在某些化學反應中，電子間的強互動卻是關注的重點之一，如果簡化便無法了解真實的化學反應造成模擬上的困難，其中高溫超導體材料、含金屬的酵素活性位點等等都是無法用傳統電腦模擬的。而量子電腦的運算能力能夠解決這樣的問題讓新藥和新材料的研發更加順利。⠀ ⠀ 4️⃣半導體產業面臨的問題：⠀ 隨著晶片研製越來越接近摩爾定律末期，半導體產業面臨了該如何處理發生在晶片上的量子效應、成本增長、晶片良率下降等問題，而目前半導體產業界目前的做法是導入EUV（極紫外光刻）技術，或者使用異質整合利用半導體技術將兩種不同的晶片垂直整合在一起。而現在量子電腦的出現也成了解決摩爾定律瓶頸的方案之一。⠀ ⠀ -⠀ ⠀ ❐世界各國對量子科技的投入⠀ 由於全世界對於量子領域的投入不是只有量子電腦，而是更全方位的投入量子加密技術、量子通訊、量子感測器等等量子科技，所以下面的內容與政策含括的將不只有量子電腦。⠀ ⠀ 🇺🇲美國：⠀ 隨著美中競爭越演越烈，量子電腦的研製也成為了中美競爭的新戰場。美國在2018年由能源部宣布要投入2.18億美元約新台幣65億在發展量子電腦軟硬體、量子新材料合成等等領域，並在同年通過一個量子電腦法案，將要在2023年前投入13億美元約新台幣400億，全力發展量子科技，美國議員拉馬爾·S·史密斯（Lamar Smith）也曾說過：「這是一場我們必須贏的比賽」徹底表現出美國在這場量子競賽的決心。⠀ ⠀ 🇨🇳中國：⠀ 作為美國最強而有力的競爭對手，中國在量子領域的投入也不遑多讓，中國除了九章量子電腦以外，還在2016年時發射了量子衛星墨子號，朝向量子通訊的研究方向前進，由於量子通訊本身不是依靠加密技術來保障資訊安全，而是利用量子的基本原理來保障安全，所以只要發展順利中國便可徹底解決資安問題。⠀ ⠀ 🇪🇺歐盟：⠀ 歐盟在2016年發布量子宣言，並在2018年正式啟動量子旗艦計畫，該計畫時間長達10年，預計投入10億歐元約新台幣350億，致力於發展量子通訊、量子計算、量子模擬等等項目，而此項計劃有四個目的，分別為提升歐盟量子工業競爭力使歐洲成為未來工業的領頭羊、擴大歐洲在量子領域研究、吸引新創業務與量子科技投資、期望量子科技能在能源、健康、安全、環境等領域的問題上提供更好的解決方案。⠀ ⠀ -⠀ ⠀ ❐台灣對量子電腦的規劃⠀ 由於台灣不像中美擁有大量資源能夠投資在量子產業中，因此政府希望能夠在量子產業鏈中扮演關鍵技術的提供者，藉由台灣目前半導體產業優勢發展量子晶片，並且結合產官學三方共同發展。⠀ ⠀ 而政府方面在2020年由科技部、經濟部、中央研究院跨部門成立國家量子隊，預計在5年內投入80億新台幣發展量子元件和物理、量子演算法、量子通訊與量子計算機。⠀ ⠀ 產業方面鴻海集團與中原大學合作量子電腦學分專班，也和台大物理系的Q-Hub實驗室合作，並舉辦營隊培養量子人才。學界方面則是有台大IBM量子中心，為全球第 7 個可以使用 IBM 量子電腦技術的地方，致力培養量子軟硬體人才。⠀ ⠀ -⠀ ⠀ ❐附錄⠀ 1️⃣富岳：⠀ 富士通與日本理化學研究所共同開發的超級電腦，為世界上最快的超級電腦。⠀ ⠀ 2️⃣非對稱加密：⠀ 簡單來說就是產出一對公鑰與私鑰，私鑰不能外流而公鑰可以交給任何一個人，那個人再透過公鑰將他想傳達的訊息加密回傳給你，而你就能夠利用私鑰進行解密讀取訊息。⠀ ⠀ 3️⃣摩爾定律：⠀ 主要是在描述積體電路每過18個月電晶體的數目就會成長一倍，即晶片效能將提升一倍。另外摩爾定律並非是某種科學定律，只是對於未來的推測。⠀ ⠀ 4️⃣量子疊加態：⠀ 粒子能夠同時存在不同的量子態，而必須要所有量子態疊加才能完整的描述粒子的狀況。⠀ ⠀ 5️⃣量子糾纏：⠀ 兩個或兩個以上的粒子形成的系統中，即使粒子間隔非常大仍然能夠互相影響的現象。

【#工程師之路】電子系vs電機系 到底哪裡不一樣？  「電子系vs電機系 到底哪裡不一樣？」 電子系和電機系，其實很多課程重疊，也難怪大家容易搞不清楚，就讓我來說給大家聽吧🗣！  #電子工程學系☑️ 電子系主要在處理的東西都偏小，從操作晶片上的電子，到產出可以運作的晶片，都是電子系學生的領域👨🏻‍💻。  他們會學習電子在晶片上運作的理論，所以需要學習近代物理、量子力學等，當然，除了電子如何在晶片上運作，還要做出可以被運作的晶片，所以需要學習化學、半導體等科目。  #電機工程學系☑️ 電機系和電子系非～常～像，電機之所以稱為「電機」，是因為除了電子之外，還有相當程度的機械、動力，電機系通常會加入馬達、控制、電力的課程，而且比較著重「電磁學」⚡️⚡️⚡️⚡️。  因為晶片與系統做出來之後，只是得到一個訊號，而如果想要做出機器人或電子機械，就要靠電機系學生分析、組合，而這些技術就是電子系所沒有的。  #兩者的差異性☑️ 電子系是最上游的製程設計，主要是發展最小最專業的初階晶片元件，發展一套系統電路供其他人使用。電機系則是整合上游電子以及下游資工，統整並發展出一個機械或是儀器。  以必修課課程來說，電機、電子兩者間的差異性不大，電子系會專精於IC和通訊方面📱，像是常見的半導體、晶圓都是屬於IC領域。  電機系則規定各領域都是必修課程，光電、奈米電子、計算機科學、通訊、自動控制組等等都會接觸到，電機系的領域相對更廣☺️。  不論是電子、電機，這些都是目前產業界熱門且重要之領域，發展前景非～常看好💪🏻，就看你喜歡怎樣的領域囉😉！  想知道更多？ 【歡迎追蹤Johntool-工具王阿璋 @johntooltw ↓↓↓】 facebook► https://www.facebook.com/JohntoolTW/ instagram► https://www.instagram.com/johntooltw/ 收到更多 #工程師之路 #不務正業工程師 系列！  #工程師 #軟體工程師 #Coding #韌體 #硬體 #網路 #電子 #電子系 #電機 #電機系 #理工科系 #選系 #大學選系 #台灣 #台大 #清大 #交大 #晶片 #半導體 #化學 #分享 #share #Johntool #工具王阿璋