量子電腦 - 中研院物理研究所

加 拿 大 滑 鐵 盧 大 學 量 子 計 算 研 究 所 所 長 拉 弗 賴 米 在 看 過 研 究 報 告 後 評 論 說 :「 這 些 研
究 報 告 證 實 透 過 量 子 巴 士 可 居 中 促 成 超 導 量 子 位 元 間 的 互 動 , 而 原 則 上 這 種 量 子 巴 士
是 可 擴 展 的 。」 他 說 :「 實 驗 顯 示 出 加 強 量 子 對 這 些 系 統 的 掌 控 , 而 這 攸 關 量 子 資
訊 處 理 器 , 更 朝 製 造 量 子 電 腦 邁 出 重 要 一 步 。」 另 一 項 優 勢 則 在 於 利 用 現 行 的 晶 片
科 技 , 製 造 量 子 位 元 以 及 連 結 各 位 元 的 迴 路 。
相 較 於 目 前 的 科 技 , 量 子 計 算 可 說 是 在 質 方 面 的 重 大 突 破 。 相 較 於 利 用 二 進 位 法
的 零 與 一 來 保 存 資 訊 , 量 子 計 算 則 是 根 據 量 子 力 學 的 原 則 , 而 所 謂 量 子 力 學 控 制 了 原
子 層 級 的 狀 態 變 化 , 又 稱 為 「 疊 加 現 象 」。 以 目 前 數 位 科 技 , 量 子 位 元 可 以 用 零 或
一 來 表 示 , 但 如 果 進 行 反 直 覺 的 繞 彎 , 便 能 同 時 保 有 兩 個 數 值 , 若 能 控 制 並 評 估 量 子
位 元 , 將 能 大 幅 增 加 同 步 計 算 的 次 數 。
梅 吉 說 , 光 子 可 以 在 原 子 層 級 上 運 送 資 料 , 要 操 控 它 就 是 一 個 很 大 的 挑 戰 。
以 光 速 行 進 的 光 子 一 閃 即 逝 , 一 看 見 就 消 失 了 , 因 為 它 在 接 觸 視 網 膜 時 即 消 耗 掉
存 在 所 需 的 能 量 。 光 子 可 以 電 磁 光 譜 中 段 的 可 見 光 形 式 呈 現 , 也 能 呈 現 在 光 譜 極 端
的 X 光 與 另 一 個 極 端 的 迦 瑪 射 線 。 梅 吉 說 ,「 我 們 必 須 控 制 每 一 個 單 光 子 相 對 的 電 訊
號 。」 他 並 指 出 , 一 隻 手 機 每 秒 釋 放 一 千 億 乘 以 一 兆 個 光 子 , 也 就 是 一 的 後 面 加 上 二
十 三 個 零 。
其 他 專 家 都 認 為 這 些 發 現 是 重 要 的 突 破 。 拉 弗 賴 米 說 :「 他 們 確 實 是 偉 大 的 研 究 ,
這 些 技 術 令 人 印 象 深 刻 。」 他 們 也 提 醒 , 要 製 造 出 量 子 筆 記 型 電 腦 , 還 有 一 段 很 長
的 路 要 走 , 並 指 出 實 驗 有 兩 項 主 要 限 制 。
梅 吉 坦 承 , 目 前 仍 無 法 逐 步 形 成 量 子 位 元 彼 此 互 動 的 網 絡 ,「 要 製 造 真 正 的 量 子
電 腦 , 必 須 製 造 出 更 多 成 對 的 量 子 位 元 , 沒 有 數 千 最 少 也 要 數 百 」。
另 一 個 問 題 則 在 於 溫 度 , 為 了 讓 實 驗 運 作 , 線 纜 必 須 冷 卻 至 攝 氏 零 下 兩 百 七 十 三
點 一 三 度 。