量子運算是革命性科技？(鄧淑明博士)
本文作者鄧淑明博士，為香港大學工程學院計算機科學系、社會科學學院地理系及建築學院客席教授，為《信報》撰寫專欄「科網人語」。
現時仍處於開發階段的量子力學，從上世紀初誕生以來，催生了晶體管、激光等重大發明，被科學界稱為第一次量子革命。近來，以量子計算和量子通訊為代表的第二次量子革命又在興起，3位於去年獲頒諾貝爾物理學獎的科學家，正是透過實驗方式證明了量子力學的可能。波士頓顧問公司（BCG）預計，到2025年量子運算便會成為現實，凡此種種，令人更關注這門新興科技的發展和底蘊。
量子運算到底是什麼？
目前電腦和計算機只能以簡單的線性方式處理問題，即每次只進行一個計算。我們的計算機用兩個可能的值，0或1來組成長字串，指示電腦該做什麼：顯示視頻、臉書帖子，或者讓你輸入電子郵件等。電腦基於邏輯處理複雜的計算，非黑即白，猶如一個硬幣的正面和反面，但電腦不擅長處理現實世界常見的各種不確定性，這正是量子運算獨到之處。
量子運算屬電腦科學、物理學和數學等多個學科領域，運算速度比傳統電腦快。有人比喻它像旋轉中的硬幣，在旋轉的中途，正面和反面同時並存，即疊加狀態（superposition state）。如果嘗試使用目前的電腦計算出迷宮的路，電腦只會逐一查看每條通往出口的路線，直到找到最佳路線。而量子計算機能夠一次過同時查看每條路徑，直到找到解決方案。此外，傳統計算機按順序處理問題，量子計算機可以快速在決策樹（decision tree）中，找到最佳解決辦法。
這門科學的另一個特點稱之為「糾纏」（entanglement）。「糾纏」帶些玄妙，也曾被愛因斯坦否定，形容為「幽靈般超距離作用」的存在。如果你拋擲兩個硬幣，一個硬幣的結果與另一個硬幣的結果並不相干。然而，在量子運算中，一個量子粒子與另一個量子粒子之間無論相距多遠，即使相隔數百萬英里，兩顆粒子的行為都可能因某些原因，如鏡像般出現關聯，去年諾貝爾物理學獎得主就是在實驗中證明量子力學「糾纏」的存在。
有人認為，這些特點令量子運算能執行超級複雜的計算，較整全地處理問題，包括處理不確定性情況。最終它可運用在金融領域中，找到最佳的投資組合，或者能有效篩選更多藥品並精準地模擬藥品的化學反應，更快更便宜地處理即使最強的超級電腦也無法解決的問題，令人滿載寄望。
（編者按：鄧淑明博士最新著作《你未來就緒嗎？》現已發售）
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