一塊巴掌大的晶片解放量子電腦設計，Intel發表最新量子運算控制晶片

2019.12.10 by 陳建鈞

科技巨頭的量子競賽持續上演，Intel發表最新量子電腦控制晶片Horse Ridge，聲稱可以解放當前量子電腦的設計，不讓Google專美於前。

這一季，量子電腦領域可說是消息不斷。10月底，Google宣佈達成量子霸權，成功以量子電腦用200秒解決古典電腦費時1萬年的運算。現在，Intel則發表最新量子電腦控制晶片Horse Ridge。

儘管量子電腦技術仍處於非常初步的階段，眾多科技巨頭依舊對此趨之若騖，除了上述提到的Google與Intel外，IBM、微軟等都是這塊領域的競爭者，各個參賽選手也相繼推出自己的研究成果。

不同於古典電腦使用的位元（bit），以0或1的形式儲存資訊，量子電腦則是以量子位元（qubit）進行運算。越多的量子位元意謂越強大的運算能力，這也是當下各方研究人員追求的主要目標。

量子位元能以既是0又是1的型態存在，這種狀態被稱作量子疊加。但由於量子位元極度不穩定，若要維持量子疊加的型態，必須維持在近乎絕對零度（攝氏-273.15度）的低溫環境中，此時原子會幾乎停止運動。

解放量子電腦設計，降低增加量子位元難度

如此嚴苛的條件下，目前一台量子電腦需要上百條連接線維持運作，然而這種繁複的設計限制量子電腦的發展。Intel表示，Horse Ridge可以解放量子電腦千絲萬縷的繁瑣設計，化為一張手掌大小的小型晶片，直接對多個量子位元進行更有效的控制，並降低未來擴大量子電腦規模的難度。

目前量子電腦的量子位元數都不到100個，但一台具有實用意義的量子電腦需要成百上千個量子位元，屆時這種線路龐雜設計必然行不通，遑論具有實際商業價值、擁有上百萬量子位元的次世代電腦。

Intel解釋，Horse Ridge是種混合訊號的系統單晶片（SoC），它以美國奧勒岡州最寒冷的地點為名，目標當量子位元身處在冰庫中還可運作，將接收到的指令轉換成電磁微波，進而用於控制量子位元。

Intel量子硬體主管吉姆．克拉克（Jim Clarke）表示，雖然大家都很關注怎麼增加量子位元，但如何一次控制複數量子位元卻是無人攻克的挑戰 。他們在研究過程理解到，量子位元的控制也是在開發商用量子電腦前，必須克服的一道難題。

減輕冷卻裝置門檻，集成量子位元與控制系統

另外，Intel提到，相對Google等競爭對手致力的超導量子位元，Intel所鑽研的自旋量子位元（倚賴矽晶中電子自旋形成二階狀態，進而發揮功用），能在更高溫的環境下運作，該特性讓這套系統更具實用價值。

雖然這個更高溫是相對而言，超導量子位元必須在距離絕對零度誤差千分之幾克耳文（K）的環境內運作，而自旋量子位元則能高出1克耳文，但因為越接近絕對零度時，降低溫度的難度也大增，因此Intel可以大大降低量子位元冰庫的門檻。

目前Horse Ridge的運作溫度約在4克耳文，與自旋量子位元的1克耳文仍有一段差距，Intel強調，他們的終極目標是讓控制晶片能與自旋量子位元在同樣的溫度環境下運作，就能將量子位元與控制系統集合成一套簡便的系統。

附圖：quantum-computer
目前的量子電腦需要大量線路連接，Intel聲稱新開發的控制晶片將解放這種設計。圖為IBM的量子電腦。
IBM
Quantum computer IBM1.jpg
相比IBM、Google等競爭對手使用的超導量子位元，Intel聲稱矽基自旋量子位元能容忍的溫度更高，與控制晶片集成的門檻更低，圖為IBM量子電腦IBM Q。
IBM

資料來源：https://money.udn.com/money/story/5612/4239219

一塊巴掌大的晶片解放量子電腦設計，Intel發表最新量子運算控制晶片

2019.12.10 by 陳建鈞

科技巨頭的量子競賽持續上演，Intel發表最新量子電腦控制晶片Horse Ridge，聲稱可以解放當前量子電腦的設計，不讓Google專美於前。

這一季，量子電腦領域可說是消息不斷。10月底，Google宣佈達成量子霸權，成功以量子電腦用200秒解決古典電腦費時1萬年的運算。現在，Intel則發表最新量子電腦控制晶片Horse Ridge。

儘管量子電腦技術仍處於非常初步的階段，眾多科技巨頭依舊對此趨之若騖，除了上述提到的Google與Intel外，IBM、微軟等都是這塊領域的競爭者，各個參賽選手也相繼推出自己的研究成果。

不同於古典電腦使用的位元（bit），以0或1的形式儲存資訊，量子電腦則是以量子位元（qubit）進行運算。越多的量子位元意謂越強大的運算能力，這也是當下各方研究人員追求的主要目標。

量子位元能以既是0又是1的型態存在，這種狀態被稱作量子疊加。但由於量子位元極度不穩定，若要維持量子疊加的型態，必須維持在近乎絕對零度（攝氏-273.15度）的低溫環境中，此時原子會幾乎停止運動。

解放量子電腦設計，降低增加量子位元難度

如此嚴苛的條件下，目前一台量子電腦需要上百條連接線維持運作，然而這種繁複的設計限制量子電腦的發展。Intel表示，Horse Ridge可以解放量子電腦千絲萬縷的繁瑣設計，化為一張手掌大小的小型晶片，直接對多個量子位元進行更有效的控制，並降低未來擴大量子電腦規模的難度。

目前量子電腦的量子位元數都不到100個，但一台具有實用意義的量子電腦需要成百上千個量子位元，屆時這種線路龐雜設計必然行不通，遑論具有實際商業價值、擁有上百萬量子位元的次世代電腦。

Intel解釋，Horse Ridge是種混合訊號的系統單晶片（SoC），它以美國奧勒岡州最寒冷的地點為名，目標當量子位元身處在冰庫中還可運作，將接收到的指令轉換成電磁微波，進而用於控制量子位元。

Intel量子硬體主管吉姆．克拉克（Jim Clarke）表示，雖然大家都很關注怎麼增加量子位元，但如何一次控制複數量子位元卻是無人攻克的挑戰 。他們在研究過程理解到，量子位元的控制也是在開發商用量子電腦前，必須克服的一道難題。

減輕冷卻裝置門檻，集成量子位元與控制系統

另外，Intel提到，相對Google等競爭對手致力的超導量子位元，Intel所鑽研的自旋量子位元（倚賴矽晶中電子自旋形成二階狀態，進而發揮功用），能在更高溫的環境下運作，該特性讓這套系統更具實用價值。

雖然這個更高溫是相對而言，超導量子位元必須在距離絕對零度誤差千分之幾克耳文（K）的環境內運作，而自旋量子位元則能高出1克耳文，但因為越接近絕對零度時，降低溫度的難度也大增，因此Intel可以大大降低量子位元冰庫的門檻。

目前Horse Ridge的運作溫度約在4克耳文，與自旋量子位元的1克耳文仍有一段差距，Intel強調，他們的終極目標是讓控制晶片能與自旋量子位元在同樣的溫度環境下運作，就能將量子位元與控制系統集合成一套簡便的系統。

附圖：quantum-computer
目前的量子電腦需要大量線路連接，Intel聲稱新開發的控制晶片將解放這種設計。圖為IBM的量子電腦。
IBM
Quantum computer IBM1.jpg
相比IBM、Google等競爭對手使用的超導量子位元，Intel聲稱矽基自旋量子位元能容忍的溫度更高，與控制晶片集成的門檻更低，圖為IBM量子電腦IBM Q。
IBM

資料來源：https://money.udn.com/money/story/5612/4239219

◖◖ 冰島語究竟有多難學？ ◗◗

昨天11月16日是「冰島語日」( Dagur íslenskrar tungu)。節日會選在這一天，是因為11月16日是冰島已故詩人 Jónas Hallgrímsson 的誕辰 （冰島一萬元克朗紙鈔上的肖像，正是這位受到人民愛戴的國寶級詩人噢！）

每年的冰島語日，人們會透過相關活動了解冰島語現狀，也藉此機會欣賞冰島語的文化價值。 在這天，冰島年輕一代「冰英夾雜」的說話方式會盡量被避免 ; 而正在學習冰島語的人，則會盡可能地多說冰島語，並趁機認識新的單字。

值得一提的是，現任冰島總統的太太 Eliza Reid 是一位土生土長的加拿大人，冰島語並非她的母語。昨日她在自己的粉絲專頁上分享了她多年以來冰島語學習的心路歷程：

1999 年的她第一次接觸冰島語，那時只利用教學 CD 學了「海灘在哪裡？」「火車站在哪裡？」等幾句簡單的話。2003 年移居冰島後，才算是開始認真學習冰島語。二十年過去，每當被問到「妳花了多久時間學會冰島語？」這樣的問題，她總會說她的冰島語「仍在進步中」。對她而言，「學習冰島語」並非是一項已經結束的艱難任務，而是一門持續進行的日常功課。

Eliza Reid 也提到，即使到了現在，每當在 Facebook 粉絲專頁發布冰島語的貼文前，文字都還是會請她的先生先幫忙看過、修改過，有時也會先寫好英語的版本，再翻譯成冰島語。昨日的貼文中，她特別放上了「自己寫的版本」，以及「總統修飾過的版本」，大膽承認她的冰島語仍是「不完美」的狀態，鼓勵正在學習冰島語的人盡力而為、不要放棄，並且適時地尋求協助。她相信，儘管會發生寫錯、講錯等種種的「不完美」，人們依舊可以從中看見冰島語的美麗與魅力。

言下之意，冰島語確實是個困難程度令人瞠目結舌的語言。究竟有多困難呢？就拿冰島語中的「名詞變化」來做舉例吧！

首先，馬的冰島語叫做 hestur ，hestur 是字典裡會查到的單字。下面的例句中，「馬」的冰島語或英語都用了粗體字標示。從這八個句子裡，可以看出英語的馬「horse」只有兩種變化：有加S，與沒有加S ; 冰島語的馬 「hestur」，明明是同一個單字，在每句話裡卻都長得不一樣！

This is a 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲. → Þetta er 𝗵𝗲𝘀𝘁𝘂𝗿.
I know a 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲. → Ég þekki 𝗵𝗲𝘀𝘁.
I escaped from a 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲. → Ég flúði frá 𝗵𝗲𝘀𝘁𝗶.
I talk to a 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲. → Ég tala til 𝗵𝗲𝘀𝘁𝘀.
.
Here are 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲𝘀. → Hérna eru 𝗵𝗲𝘀𝘁𝗮𝗿.
We talk about 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲𝘀. → Við tölum um 𝗵𝗲𝘀𝘁𝗮.
I escaped from the 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲𝘀. → Ég flúði frá 𝗵𝗲𝘀𝘁𝘂𝗻𝘂𝗺.
I talk to the 𝗵𝗼𝗿𝘀𝗲𝘀. → Ég tala til 𝗵𝗲𝘀𝘁𝗮𝗻𝗻𝗮.

根據冰島語文法，名詞除了單數、複數的寫法一定有區別外，相同的名詞，放在主詞、受詞的位置、跟放在不同介系詞之後，以及名詞是否有指定，寫法都會不同。也就是說，背單字不是單單記住 hestur 就好了，還要能夠知道 hestur 的所有變化方式，以及在什麼情況下應該要用哪一個「馬」。

看到這裡，是不是很令人崩潰呢？（應該很多人沒看完就跳走了吧！）如果還有人想要更進一步了解冰島語究竟有多難（我可以舉更多的例子），可以在下方留言舉右！關於我學習冰島語的心酸與挫折，絕對有辦法寫成一大篇文章的！

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☞ 冰島語趣味冷知識 & 實用發音教學
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