金融能源醫學範疇適用 量子運算成大國爭霸場
原文刊於信報財經新聞專欄「StartupBeat創科鬥室」

今年一月發表的量子電腦IBM Q System One,為首台走出實驗室的20Qubit機種。(IBM圖片)
現時半導體技術在物理上已接近極限,晶片運算力很難再每兩年翻一番。美國《財富》雜誌報道,近年崛起的量子運算(Quantum Computing),適用於金融、能源及醫學計算上,有助於推動機器學習過程,解決世界上最棘手的科學難題。
量子運算配合人工智能,可用來提升供電網管理,或測試新型電動車電池。金融科技方面,摩根大通、高盛等華爾街巨頭,就希望以此管理投資風險。醫學上,可透過新演算法,提高MRI掃描準確度,及早檢測癌症;或用於研發神經退化藥物,例如阿茲海默症、柏金遜症等。
業界未有統一標準
為了在量子競賽中跑出,科技界各師各法,故現時未有統一標準。有些初創以光子射向特製矽晶片,甚至把單一電子困於電晶體中;Alphabet支持的初創公司IonQ就開發出一種離子阱(Ion Trap),以激光操控真空的帶電原子,以減低導致錯誤的雜訊干擾。
至於IBM、Google、英特爾等,一直是業界領先者,他們開發一種特殊半導體晶片,把溫度冷卻到接近絕對零度(即攝氏零下273.15度),以建立運算單位「量子位元」(Qubit)。在今年1月,IBM就發表量子電腦IBM Q System One,那是首台走出實驗室的20 Qubit機種,透過真空環境提升穩定性。
量子電腦單是概念已教人難以捉摸,更不用說編程。微軟近日夥拍Alphabet旗下的X公司,以及Brilliant網站推出網上課程,先教授量子運算的原理,再逐步講解微軟的Q#語言,課程約16至24小時就可修畢,為未來培育量子編程人才。

IBM去年在英國牛津大學,展出達50「量子位元」(Qubit)的量子電腦原型機種。(NQIT網上圖片)
涉中美地緣角力
值得一提的是,《財富》在去年12月中訪問IBM在紐約州的研究中心時,中心員工展示了一幅地圖,顯示誰曾涉足IBM量子運算服務,惟中國地區一片漆黑。研究中心主任Dario Gil坦言,中國人有其政府帶頭,他們不與美國公司合作,至少不與IBM合作。足見量子運算的競爭,不僅是商業性的,亦涉及地緣政治。
中國科學院在2017年9月宣布,中國在北京及上海之間結合了量子科學實驗衞星「墨子號」,開通了世界首條量子保密通訊幹線「京滬幹線」。波士頓諮詢公司統計數據顯示,自2013年以來,中國發表了2986篇量子科學論文,比美國的2494篇論文多近500篇。
《財富》擔心美國落後中國,據說內地政府將在未來5年內,投入100億美元用於國家量子計劃上。率先建立功能齊全、通用量子電腦的國家,或許足以破解互聯網加密數據,在地緣競爭之中獲得明顯優勢。
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