中國和 Google 搶當「量子霸主」!除了擺脫晶片依賴,竟還有這理由?

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 13 日 11:00 | 分類 中國觀察 , 晶片 , 量子電腦 Telegram share ! follow us in feedly


上週,中國團隊在科學期刊發表驚人的量子電腦實驗突破,宣稱足以和矽谷 Google 爭奪「量子霸權」。為何中國不惜斥資上億,積極發展量子科技?除了提升國家競爭力,可能還有這個軍事理由。台灣又該如何因應?

2019 年底,Google 發表論文指出已取得「量子霸權」,當時震撼全球。因為這間軟體業巨頭開發出的量子原型機,可用短短 3 分 20 秒完成高難度的運算任務;同樣的任務若改請 IBM 的超級電腦「巔峰」(Summit)處理,得花 1 萬年。

不過一年後,由中國科學技術大學領軍的量子團隊,於 12 月 3 日宣稱實驗成果可贏過 Google。

據此團隊發表在《科學》期刊的論文指出,他們開發的量子系統「九章」(Jiuzhang),可用短短數分鐘,完成全球排名第三的超級電腦得花 20 億年才有辦法完成的超難運算任務,更比 Google 去年底發表的做法快 100 億倍。

這項宣稱立刻引發全球科技界熱議:真的嗎?中國已有超越 Google 的量子研發實力?量子霸權又是什麼?台灣也該加入這場競賽嗎?

運算快 100 億倍!中國團隊宣稱可贏過 Google,成為新量子霸主

首先,量子電腦的應用,全球科技界已公認是未來關鍵趨勢,主要是能完成超高速的運算任務,若用在人工智慧、醫療、區塊鏈與軍事通訊等領域,將帶來革命性的突破。然而目前量子技術仍很難操控、造價成本也高昂,要落實在對人類有益的應用,還有一段長路要走。

換句話說,所謂「量子霸權」,指的是量子電腦在某些任務,遠勝現有超級電腦的純技術展現。然而,暫時沒有實用價值。

當然,倘若有一天上述的未來性產業,找到用上量子電腦的方式,那麼量子霸權的威力就會展現。自然是很在意未來機會的矽谷業者如 Google、IBM、微軟與英特爾;以及渴望在科技面超越歐美的中國,都積極重金投入的領域。

中國量子團隊沒用到矽晶片,打臉台積電董座劉德音預言?

據《連線》(Wired)雜誌報導,中國科學技術大學使用的技術,和 Google 並不相同:Google 團隊使用的是擁有 54 個量子位元的超導晶片;中科大團隊則是由光子探測器、雷射系統與許多鏡片構成的光量子電腦,沒用到任何矽晶片。

換句話說,台積電董事長劉德音曾預言,由於量子運算需要仰賴超導晶片,所以台積電在量子電腦時代不會缺席,未必實現。

▲ 台積電董事長劉德音。

因為,若中國團隊採用新方式成為量子運算主流,中國就不需仰賴台積電的超導晶片、矽材料專業了。中國此舉是企圖展現技術自主的實力。

建立國家競爭力外,中國積極發展量子科技,或許還有另一個潛在原因,可從當地政府的重金支持看出端倪。中國政府還提供一顆造價上億美元的衛星,給中科大團隊,為了讓研究人員測試中國對奧地利、也是至今距離最遠的量子加密技術視訊通話。

量子通訊潛力大,將是軍事祕密武器

別小看這個成本昂貴的量子視訊。台灣清華大學前瞻量子科技研究中心教授牟中瑜曾指出,量子通訊的潛力不比量子運算小。因為用量子密碼傳輸資料,除了保密性高,也能察覺外界竊聽行為並示警;若發展出量子雷達,還能讓隱形戰機藏不住,軍事防禦威力強大。

至於台灣,沒有矽谷巨頭公司或大國政府的優渥資源,該如何發展量子科技?科技部在 11 月初指出,目前每年投入 5.8 億元新台幣預算於量子科技發展,未來希望和產業合作增加投資力道。

而由台大和中研院組成的團隊,近期在量子密碼學、矽基量子位元這兩個領域有亮眼突破,也許會從這些方向來尋找台灣的量子機會。

(本文由 遠見雜誌 授權轉載;首圖來源:中國科學技術大學

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