量子電腦 有望打破「摩爾定律」

(文章於2018年3月12日在香港經濟日報刊登)

談量子運算(Quantum Computing),可從著名的「薜丁格的貓」(Schrödinger’s Cat)入手。這是個由奥地利同名物理學家提出的假想實驗:把一隻貓關進載有鐳和氰化物的密封容器內,若鐳發生衰變,觸發機關打碎瓶子,貓就會毒死。

量子理論指出,鐳有發生或不發生衰變的機率,亦處於衰變和沒衰變兩種狀態的疊加,故貓也同時處於死與活的疊加狀態!這種不確定性看似荒謬,在量子世界卻是常態。

量子電腦,則由一些纒結的量子比特(Qubit)組成,利用量子狀態描述資訊,量子比特就像薜丁格的貓,同時是0及1,狀態彼此相連。

全球各地的研究隊伍,現時正致力用不同物質和低溫電磁光學環境,製作纒結位元數目更多、維持狀態更穩定的量子比特。IBM 於去年 11 月就宣布成功製造出50比特的量子電腦,能維持90微秒穩定,在業界中走得相當前。50 位元是個分水嶺,其運算能力超越當今最強大的傳統超級電腦;IBM更把旗下代號 「Q」的 20 位元初階量子電腦,在雲端開放讓公眾試用,促進研究和教育。

量子電腦不一定比傳統電腦快,但它有潛力突破傳統半導體的瓶頸,帶來更強的運算能力。舉個例,銀行保安密碼經系統加密,旁人不能讀到原來的密碼,因為加密過程是單向的,傳統電腦不能反向解密,但量子電腦卻可能做到。在特定範疇如資訊保安加密、化學分子結構,量子電腦擁有先天優勢,能帶來以往不可能的機會。

傳統電腦運算向來沿着「摩爾定律」發展,量子運算的出現,有望打破這個格局。

Samson_Tai_2012

戴劍寒,IBM全球創新網絡香港區首席科技專家

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s