CTimes - :量子位元,IC半導體

量子電腦的概念起源很早，甚至與傳統電腦發展相比也不遑多讓，大致都在1946~1949年間就奠定了基礎。只是傳統電腦因為電晶體的發明而有了穩定且長足的進步，接著應用IC半導體技術，在摩爾定律下更是不斷革新發展，才有今日資訊科技的面貌。傳統電腦是以一個電晶體來執行一個邏輯運算，就是所謂的位元（bit），目前在奈米尺度以上都很穩定可控制，但在未來必定會遭遇瓶頸，也只能做為線性有限度的運算。

至於以量子位元（qubit）來做為控制方式的量子電腦則是完全不一樣的概念，成功大學物理系特聘教授張為民在2003年11月曾經這樣定義了量子資訊科學，他認為未來的量子科技可能成為二十一世紀工業發展的核心，所謂量子科技就是如何操控單個原子，單個電子及單個光子的量子態行為註一。時至今日，量子電腦已經被具體實現甚至商業化，幾家大公司都相繼發表越來越多量子位元的量子電腦，爭相成為「量子霸權」註二。

量子位元根據量子的疊加態特性必須在極低溫下（接近絕對零度?273.15℃）才能控制。簡單來講，量子本身並非是一種粒子，而是一種概念或現象，因此量子位元不同於一般邏輯閘不是1就是0的狀態，而是一種0與1同時存在的疊加態。假設量子位元以一個球體的概念來看，透過定義與演算法來處理就有無限種0或1的狀態。量子科技除了疊加態現象外，還有量子糾纏的特性，也就是當此方的量子位元改變了狀態，另一方的量子位元也會跟著改變，這使得量子電腦與通訊更加絕對與安全。

量子電腦固然可以解決更複雜深遠的問題，科技力量也會邁入一個新境界，但是否會產生量子霸權則言之過早。反而因為有了量子概念後，可以徹底掃除二元對立的心態或思維，在此姑且稱之為「量子思維」。同樣地，不一定要用到量子電腦，應用量子思維就可以解決許多現實的問題，也得以創造許多新事物，因為量子現象是再自然普通不過的一件事，只是人們被有限的時空、執著的念頭所蒙蔽而漠視了它。

量子現象證實了宇宙一元化的概念，這個概念可以用 |α|^2+|β|^2=1 這個量子位元公式來說明，如果用佛學的概念來說則是「色不異空，空不異色；色即是空，空即是色。」從物理學上觀察電子或光子既是粒子也是波的存在，在哲學上則是心物不二的一元論，所以量子位元既是0也是1；既不是0也不是1，當然就妙用無窮。用這樣的思維來看待一切也都是相通的道理，也就是過去即未來、媒介即訊息、先天即後天、人文即科技、內即外、開即關，反之亦然。

這樣的量子疊加態現象，看似混沌不明，卻有無限可能，也是非常實際的應用科學。舉例來說，先天與後天表面上不相同，這是因為定義與計算標準而分出了先天或後天，這是一種邏輯假設，例如以人出生之前的遺傳為先天，那麼之後的種種作為就是後天；但當然也可以為了某種邏輯而定義20歲之前為先天，之後則歸於後天，不管定義如何都是非常科學的因果關係，過去的因造成現在的果，現在的果又是未來的因，先天與後天終究是一體的疊加現象。

所謂「因該果海，果徹因源。」不僅因果相互疊加，也透露了萬事萬物都受到量子糾纏的牽連，念頭一動、意識一起，新的天地隨之展開。經云：「此有故彼有，此生故彼生；此無故彼無，此滅故彼滅。」應用量子思維來破除二元對立的心態，煩惱與問題也會隨之煙消雲散。

註一：出自《自然科學簡訊第15卷第4期》─ 〈量子資訊科學：可能成為二十一世紀工業發展的核心〉一文。

註二：Intel、IBM、Google、Microsoft等都投入量子電腦研發多年，如IBM量子電腦研究室：https://youtu.be/o-FyH2A7Ed0