2021年3月16日 星期二

量子電腦

國際商業機器(IBM)從1990年開始,積極開發量子處理單位。

  今時今日,我們的手機已比上世紀登陸月球時,要強數百萬倍。不過,科技發展永無休止,科學家正在研究一種超強的量子電腦,運算速度比傳統電腦快逾億倍,企業和研究員也在密切注視這股科技新趨勢,因為量子電腦的市場規模,預計將由2019年的5.071億美元(約39.38億港元),急速增加至2030年的649.8億美元(約5046.65億港元),增幅高達127倍。更重要是,未來增長潛力龐大。

  量子電腦預期可以解決人類目前解決不了的諸多問題。量子電腦吸引之處是,可以飛速解答一些重大疑難,而這些困難,若以目前的電腦科技,需要用上數十年時間才能解決。

  量子始創公司IonQ的行政總裁彼得.查普曼(Peter Chapman)表示,量子電腦與傳統電腦的分別之大,就如同傳統電腦與紙筆的相差。由於量子電腦處理資訊的方式不同,因而足可以應付人類目前最重大的挑戰。

由實驗走向商業化

  企業和研究人員正趕緊把握這個大好機會,但究竟量子電腦是什麼?

  一般電腦用位元元(Bit)儲存資料,其實只有兩種狀態,就是0或是1,量子電腦則可以令次原子料子(Subatomic particles)在同一時間以不同的狀態存在,因此可以是0,也可以是1,或者兩個數位可以同時存在。

  量子電腦的位元稱為量子位元(qubits),可以比一般電腦更快地處理更海量的資訊。量子電腦並非要取代一般的電腦,實際上,它只是不同一般電腦的工具,可以解決更複雜,和需要大量資料輔助的問題,尤其是利用機械學習,以幫助人類預測未來等。

  量子電腦現已由一種實驗進展成為一個工具,甚至朝商業化發展。量子電腦的快速發展,將會令多種行業因此而轉型,包括藥業(量子電腦已進行了更快的DNA排序)、運輸業(量子電腦已可精準地預測到未來的交通流量)。

市場規模料十年飆127

  專家預期量子電腦可説明更瞭解生物學和進化學,可治療癌症,甚至逆轉氣候變化。統計顯示,量子電腦市場規模,將由2019年的5.071億美元,急速增加127倍,至2030年的649.8億美元。數家大型科技企業已投入巨額資源,微軟的Azure雲端已推出量子工具,穀歌和亞馬遜亦開發了有關的雲端平臺。

  AT&T正夥拍加州科技學院,合組量子科技聯盟,準備結合業界、政府和學術界,一同加速量子電腦技術和新創實用應用程式的發展。與此同時,以量子電腦業為基礎的始創公司D-WaveIonQ,已分別因此而集資了近2億美元和8400萬美元。它們目前其中一個目的是要推廣量子電腦的壓倒性優勢,因一台量子電腦現時進行運算所需要的時間,根本無任何一部普通電腦可及。

量子電腦簡史

  •量子電腦最早由美國理論物理學家理察.費曼(Richard Phillips Feynman)提出,1980年代仍處於理論推導等紙上談兵狀態。

  •1990年以來,國際商業機器(IBMq一直積極開發量子處理(quantum processing unit

  •1994年,美國電腦科學家秀爾(Peter Shor)提出量子質因數分解演算法。通用於銀行及網路等的RSA加密演算法,隨時有被破解的可能,量子電腦遂變成熱門話題。

  •20135月,D-Wave系統公司宣稱,NASAGoogle共同預定了一台採用512量子位的D-Wave Two量子電腦。

  •20168月,美國馬里蘭大學學院市分校發明世界上首台由5個量子位元組成的可程式化量子電腦。

  •201918日,IBM在美國消費電子展(CES)上,展示了已開發的世界首款商業化量子電腦IBM Q System One

極速解題 金融運輸醫藥最受惠

  量子電腦的誕生,可以為人類商業運作帶來全新變革,特別是這種電腦在約束優化問題上有極佳表現,未來,金融、運輸、醫藥界將會特別受惠。

  所謂約束優化,是指在一系列約束的條件下,尋找一組參數值,使某個或某組函數的目標值達到最優化。簡而言之,即在多個不同的點中,尋找最有效的途徑。

  對於傳統電腦不可能解決的問題,量子電腦可透過約束優化解決,有助上述行業更快速找到解決方案的同時,亦會增加邊際利潤,從而建立競爭優勢。

  國際商業機器(IBM)從1990年開始,積極開發量子處理單位,在2016年,IBM開始把量子電腦接上雲端,有助人們和企業更熟悉量子電腦的運作。

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