有憑有據！IBM 如何證明量子電腦比傳統電腦更強大？

量子運算（quantum computing）真的有這麼厲害嗎？這項被視為「下個世代運算工具」的技術，要真正邁向商用，恐怕還需要科學家多年的研究與努力。在解決複雜的數學問題上，量子電腦一直被認為，相較於傳統電腦擁有理論上的優勢，不過礙於現階段技術，這些理論都還無法確切被證實。

不過現在，IBM 研究人員已經有證據可以證明，量子電腦確實比傳統電腦運算速度還要快上許多。

IBM 證明量子電腦超越傳統電腦

過去人們都認為在解決特定問題時，量子電腦比傳統電腦好，但這都只是理論而已，要把兩者放在相同的條件下比較，在現在的技術下比較難實現。「我們可以證明，在相同時間內運作的量子電腦，確實比傳統電腦更強大，能更好的解決二元二次型相關的某些線性代數問題。」最近 IBM 研究人員 Sergey Bravyi 與德國慕尼黑工業大學的一組研究人員在《Science》上發表了一篇論文，讓過去的理論終於被證實。

一般電腦（包括桌機、筆電、平板、智慧型手機）都採用二進位制的計算單位「位元（bit）」，意思是 0 與 1 的二分法，一次只會出現 0 或是 1 單一種狀態，也就是「yes / no」形式；量子電腦則採用「量子位元（qubit）」，這種計算方式有「疊加（superposition）」特性，可以同時出現 0 與 1，產生 00、01、10、11 的疊加狀態，也就是「yes / no / both」形式。

▲ 過去人們都認為在解決特定問題時，量子電腦比傳統電腦好，但這都只是理論而已，要把兩者放在相同的條件下比較，在現在的技術下比較難實現。

正因為量子物理定律可以允許同時出現多個狀態，在面對相對複雜的問題時，量子電腦一直被認為，擁有比傳統電腦更快解決問題的能力。

為了證明過去量子電腦具有優勢的理論，研究人員開發出一種可以得出困難代數問題的量子電路，這種量子電路只會在每個量子比特上執行固定數量的運算，研究人員稱這樣的電路具備「固定的深度」。

研究人員表示，因為量子電腦可以同步處理許多問題，因此不論輸入量的多寡，量子電腦都可以在固定數量的步驟內解決問題；而傳統電腦面對複雜的問題時，一旦輸入的量越多，就會需要更多的步驟才能解決問題。白話來說，研究人員發現傳統電腦不能在「固定的深度」中解決相同的問題，而量子電腦正因為量子物理的非侷限性，證明了比傳統電腦更強大。