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[ITBM]G6_ 量子電腦, G6 (彭竑愷, 林昕璇, 吳美育, 許惠雯, 林雨澄, 劉友福), 一、1940~1965,…
[ITBM]G6_ 量子電腦
IBM商用量子電腦
2016推出5量子位元電腦
雲端量子運算服務
12萬名用戶
一千萬次的實驗
超過150篇相關論文
2017在雲端免費開放16量子位元處理器
幾分鐘即可得到傳統電腦需5天的運算結果
2015開發出4量子位元型電路
發現位元翻轉、相位翻轉兩項量子的錯誤型態
2018研發出50量子位元原型機
1998開發出第一個量子位元
國家安全保障
化學研究
科學
2019首款商用量子電腦展示
20量子位元電腦
運算能力沒有太多優勢
特殊之處模組化，蒙娜麗莎團隊打造
有16量子體積
系統發展趨於穩定
錯誤率降低
量子體積指標（摩爾定律）
每年至少增加一倍量子體積，朝量子霸權目標前進
具備條件
量子電腦優勢
模擬化學方程式
材料開發
網路方式出租給客戶使用
機器學習
投資組合平衡化
風險分析
所需人才
數學、物理、產業知識兼具備（稀少）
第一款開源量子遊戲，量子原住民
五個關鍵字
看懂量子電腦
量子
不同於原子或分子
粒子
指能量不連續、一份一份的
單位
量子位元
傳統位元
不是1就是0
二進位制
量子位元
可以同時為1也是0
量子糾纏
改變了其中一個，另一個會跟著變
量子疊加
兩種以上狀態同時存在
量子電腦
量子糾纏與疊加為基礎
有較強大的運算力
可同時處理
科技公司佈局
IBM
宣在第一部50量子位元的量子電腦
以雲端運算形成對外開放
D-wave
2011年推出世界第一台商用量子電腦
提供美國國防工業包商的客戶
福斯汽車以本系統模擬北京計程車交通流量
採用非正統的量子閘技術
缺點是：無法解決更廣泛的運算問題
被麻省理工教授阿倫森質疑
google也曾採購
並發表論文：比較D-wave是傳統電腦一億倍，可視為廣義的量子電腦
Google
AI實驗室
加州大學芭芭拉分析
建立量子霸權標準
驗證自身硬體
建立量子霸權基準
NASA
富士通
使用模擬量子退火計算方式
被說是只是傳統電腦的超級電腦
類量子運算
材料
超導體材料
除錯機制
容易受電磁波、熱輻射影響
運用量子演算法來進行數據操作的設備
優勢
龐大的運算威力
shor量子因式分解演算法
量子搜尋演算法
運算架構的演進
真空管
體積大、速度慢、昂貴
電晶體
體積減小、速度提升、成本低
積體電路
體積非常小、速度快、成本極低、耗電量降低
微處理器
功能更強，且元件體積更為縮小
量子電腦
運算力強大，目前只有雛形
影響
可能突破摩爾定律的瓶頸
每隔兩年，積體電路成本可降低五成
隨著進展
電晶體體積越來越小，可能產生漏電
晶片製造成本過於昂貴
RSA加解密系統可能形成虛設
影響軍事國防、金融及資安業等安全問題
特性與困境
僅能在絕對零度的恆定溫度下運作
需要大型冷卻器
昂貴且難以攜帶
20年內成為個人電腦的機率極低
高品質量子位元：提高運算精確度
需要配3~4個量子位元來除錯
目前的技術，20年內難以達成
量子狀態存在時間極短
時間內運用計算並找出答案非常困難
台灣
量子科學全球科技產業鏈
量子晶片生產
科技部
量子通訊
量子元件
量子電腦
物理、量子演算法
未來
培養量子原住民
現在
培育物理、數學、材料等基礎科學人才
低溫量測與量子位元樣品製作技術
半導體產業
量子位元及其製程研發
業界
處於被動
富士通
類量子運算
數位退火技術
與傳統電腦比較
傳統
一次只能得出一種組合
一旦失敗就得重來
計算數字大耗時過久
數位退火
能夠在短時間內得到大量的組合
需重複計算及對比
用途
解決組合最佳化
ex:旅行業務員、郵件物流分配
原理
量子漲落
在多組候選解答中找到解答的能力
投入數位退火技術
原因
認為於真實世界中能派上用場
2018年推出數位退火晶片DAU
2019年推出伺服器
以租賃及提供支援技術收費
ex:西敏寺銀行、福斯汽車
量子電腦的不確定性
量子電腦
塞車導航服務
現有電腦
以大數據做整體的預測
量子電腦
針對個別車輛做最佳路徑配對
威脅
量子位元數增加至200個
擅長尋找週期性
破解
橢圓曲線加密演算法
RSA加密演算法
現有技術難以達成
G6
彭竑愷
林昕璇
吳美育
許惠雯
林雨澄
劉友福
一、1940~1965
二、1956~1964
三、1964~1971
四、1971~現在
五、未來