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[新闻十日谈]量子科技产业要来啦!!
服务启用、晶片问世、台湾国家队成军

【作者: 編輯部】2022年06月02日 星期四

浏览人次:【2975】

量子技术是难以驾驭的次世代科技,加以整体系统的建置成本极高,绝大多数的人都认为它距离产业化仍有一大段的时间。然而由於诸多国家将之视为战略等级的项目,科技大厂也积极的抢进布局,因此量子科技的进展迅速,近期有了多个值得关注的成果。包含:1.AWS启用全新量子处理单元Lucy;2. Intel与荷兰量子技术研究机构QuTech合作,首次大规模生产矽量子位元;3. 富士通成功开发全球最快速量子电脑模拟器处理36量子位元的量子电路;4.中国发表首个国产量子晶片设计工业软体「本源坤元」。而台湾在3月下旬宣布量子国家队完成集结,共有17个研发团队,包含72位跨领域专家学者、24家公司。至此,量子科技的产业雏型大致完成,并可预期它将快速的进展。


主持人:CTIMES??总编辑 篮贯铭


与谈人:CTIMES社长 黄俊义


[问题1]面对也许会在数年内就到来的量子科技产业,我们要怎麽看待它?会不会仍言之过早?又或者可能会是一场空?

答:量子科技实际上是量子力学的另一种典范应用发展。物理学家费曼说过:「没有人真的懂量子力学。」另一位数学物理学家冯.诺伊曼则说:「谁要说他懂量子力学,那他肯定不懂。」今日怎麽谈论及看待量子力学或量子科技都很轻松,因为没有对错。而在一定的标准定义下,利用量子力学的不确定性,反而能够模拟出实际的现象。其实量子是一种到了微观世界的粒子现象,因此量子现象就是自然现象或社会人文现象。不论是微观的世界或宏观的事物,量子力学都是普遍存在的现象。简单来说,若将地球发展20亿年从无生命到有生命再到无生命状态压缩为一秒,从寿命无限巨观世界来看这一秒,就可操控微观世界中离子、电子的量子态。


量子科技是应用操控单个原子,单个电子及单个光子之量子态行为的技术。


而以物质的量子态来储存资讯就是量子位元构成的要素,它与电脑运算位元的概念是不同的典范应用,所以要发展量子科技产业,与现有的数位科技产业的基础大不相同,政府或企业要发展此一产业必须及早投入资源,并且持续研发才会有好的成绩。


再谈到量子位元,数位科技用来虚拟实体事物、演算传输各类资讯,量子科技可用来模拟生态现象、创造解构各种互动讯息。量子电脑的硬体产业,短期内仍只有云端伺服业者的专利,受限於绝对环境条件,一般以发展各种量子演算软体为主,与原有的数位科技产业基础衔接。


[问题2]量子其实是个应用领域十分广泛的科技,包含通讯、网通、医疗与科学运算等等,而究竟哪些领域才是量子科技的主要舞台?发展最值得期待?

答:量子科技是走向人文应用的发展途径,特别是人们受到宏观下不可见的力量影响而不自知,透过量子科技的演算模拟,使得人们更懂得敬天爱人,也更了解事物的无穷无尽与互动关联。


在可见的未来,量子科技还是主要运用在平行运算的需求上,所以相关解决各种问题的演算法,以及量子程式语言都是得以发展的舞台。简单来说,一种演算法就是一种解决方案,传统电脑运算难以解决的问题或障碍,透过量子计算或许就能或然而解了。所以发展量子演算法能够跳脱传统思维的窠臼,将科技与人文更紧密地结合在一起,各种概率的总和就是一元,何不大胆地去破除与创立?这就是量子演算法的基本概念。


量子态有三种现象,一是叠加,二是干扰,三是纠缠。传统利用大数据来分析,分门别类和拣择判断都能做到,但只是统计处理,要解决可能产生的现象则力有未逮。例如开发一种药品化合物,遇到人体器官会造成甚麽??作用或产生哪些自然现象?该怎麽避免和解决?利用量子科技来模拟运算,可省去许多验证功夫。


目前各国政府及许多企业都在积极发展量子科技,就是因为它的威力强大,可以瞬间超越传统的科技工业,因此有所谓「量子霸权」之说,现代的职人、学子,都应该及早接触面对。


(问题标示前加小图) PDF档案


[问题3]台湾作为电子整合和半导体制造的大国,自然不应该错过量子科技。我们在发展量子科技上面,还欠缺什麽呢?又有哪些挑战?

答:从广义上来看,电子科技与半导体制造也是植基於量子力学的应用,只是在电晶体逻辑闸固定样态的控制,即使到奈米等级也是如此。前述量子科技是操控单个电子、离子或光子的量子态行为,它是另一种典范的应用,现在台湾半导体产业主要是作为衔接量子科技的数位处理与通讯的基础即可,其馀各自发展互不相碍。


至於我们发展量子科技欠缺什麽?最忌讳的是呆板执着的垂直式思考,或是只知道标准答案的乖宝宝。现代的社会专门在解决提出问题的人,应该要培养提出问题与解决问题的人,这就是最大的挑战。


至於量子硬体的发展,台湾的环境还难以开发相对稳定的量子位元电脑,租用或购买云端的量子电脑伺服系统即可,在这方面不必大费周章。


量子科技是热门的话题,但也充满了陷阱和无知的谎言,量子技术满天飞,过於夸大了量子科技的能力,就是一种江湖术士的行为,也成了科技的迷信。「因该果海,果彻因源」,一切必须回归到因果相当的最後验证,毕竟不能解决问题的科技是没有市场空间与存在价值的,数位科技如此,量子科技也是如此。


人们应该要有开放的心态,要有相信一定因果的基本信仰,因为现在的人容易眼见为凭,然而因果无法一下子就眼见为凭的知晓,因此必须要有相信因果的信念,这需要相当扎实的科学精神,如果是一直眼见为凭的东西,那可能就没办法面对这种问题,所以一些微观及看不见的力量都没办法思考跟面对这样的挑战,然後去解决问题。


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