手機安卓系統龍頭Google在今年5月的Google I/O開發者大會公布將在2029年開發出有商用價值，可助節能減碳及精準醫療的量子電腦，並且展示位於加州聖塔芭芭拉市的新量子AI園區。
兩大科技巨頭
爭相打造量子電腦
在園區內有Google第1座量子資料中心、量子硬體研究實驗室，以及量子處理器構建設施，主要目的在於打造效率更高的電池、製造肥料而不排碳、或是產生精準療法等更先進的科技。
因為要了解分子設計都需要量子運算能力支援模擬，除了谷哥外，商用電腦龍頭IBM日前也宣布要在2023年打造出超過1000量子位元，稱為IBM Quantum Condor的量子電腦處理器，除了這兩大科技巨頭爭相要打造量子電腦外，目前許多先進國家，甚至台灣都對於量子電腦開始投入大量資源來研究，究竟大家有興趣的量子電腦是什麼？目前的困難在哪裡？未來台灣的機會為何？都將是本文要討論的焦點。
量子電腦的最早概念是從1900年的量子理論開始，而1905年愛因斯坦也開始研究相關理論，但受限於當時的科學基礎有限，所以各家學派在量子學上具有相當的爭議，其中又以愛因斯坦與波耳的世紀之爭最為有名，在此之後，量子的不確定性被接受成為量子力學的一個特性。
所謂量子力學，主要在描寫微觀的事物，並嘗試解釋物質結構以及其交互作用，量子系統在任意時刻的狀態就稱為「量子態」。不同於單純0/1，量子態以向量大小和方向的量來描述，向量疊加因為多了方向的元素，因此能夠承載的資訊遠大於現行電腦0-1的二進位制，但是也因為加入方向，所以，隨之而來的問題是疊加態的高度複雜性與不確定性如何被正確探測。
在科學家們經過多年的爭論後，1969年出現了「基於量子力學的計算裝置」，而2011年再有「量子霸權」概念，開始加速近年各國爭相發展量子電腦，看到這裡，可能對於電腦沒有涉獵太多的一般人已經開始頭昏眼花。
若將量子電腦與傳統電腦簡單來做區分可以這樣說，傳統電腦是以位元（bit）的形式處理資料，每一個位元會在兩種狀態切換，而這兩種狀態就是大家熟知的0和1，也就是說，基本資料處理可以是00、01、10、11這4種狀態，而量子電腦則用量子位元（qubit）來做，它可以是0、1的線性組合的疊加態。
也就是說，傳統電腦只能序列性、一條一條路徑依序運算，傳統電腦透過0、1的二進位來進行運算，若我們想要讓數位電腦變得更快，就必須使每單位運算的速度倍增，如果今天的數位電腦1秒鐘可以算100萬次，未來，我們就要努力讓它在1秒鐘內算上1億萬次。
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2021/09/24 第420期 | 
