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[ITBM]_G3解密量子電腦, G3 (國企碩二 林煜恩, 國企一 劉洛湄, 新興碩一 梁修溢, 新產博二 洪雯怡, 國企三 余佳錚, 區產碩一…
[ITBM]_G3解密量子電腦
5個關鍵字
(1).量子
能量不連續,
一份一份的一種概念
(2)量子位元
與傳統位元不是0就是1不同
量子位元可以是0也可以是1
(3)量子疊加
態疊加原理
不確定態,同時以很多種可能性存在著。
(4)量子糾纏
當量測其中一個原子的量子狀態時,
另外一邊的原子狀態會瞬間跟著改變。
(5)量子電腦
量子的疊加與糾纏特性為基礎而組成的電腦
量子電腦的計算方式:
有分身,分身同時存在,且能同時計算
量子霸權
當量子電腦發展到50量子位元,超越傳統電腦運算能力
半導體材料
優:與現今半導體製程相容性較高,相干時間長
缺:元件微縮受挑戰,製造多個量子位元困難
拓墣絕緣體
優:錯誤率低
缺:目前僅有理論,未有任何實驗數據
超導體材料
優:容易製造出多個量子位元,執行速度快
缺:壽命短元件較大,量子容易塌陷
離子阱
優:量子狀況穩定
缺:元件微縮受挑戰,執行速度較慢
量子技術的領航者
IBM
第一家透過雲端提供量子運算服務
提前看到技術上的威脅進而投入研發
IBM Q System One
建立起量子電腦與一般電腦之間的介面
量子體積指標
測量量子電腦效能的指標
摩爾定律
量子體積成長跟定律相似
Entanglion
學習量子電腦原理
透過網路的方式出租給客戶使用
量子人才
數學
物理
產業知識
量子電腦
量子電腦與生活
加密方式
對稱方式
AES
非對稱方式
RSA
ECC
量子電腦對其影響較大 :warning:
案例
電商業者
IC設計業者
未來
2048位元的RSA加密安全性高
目前技術到達200個量子位元仍有難度
離破解非對稱性密碼系統仍有一大段時間
量子電腦與台灣
危機及轉機
劣勢
既有人才與資源很難與大國比較
戰略
成為量子科學中最重要的技術供應者與供應鏈
業界與學界
業界
處於被動等待客戶需求階段
學界
鎖定四大領域
量子元件與物理
量子演算法
量子通訊
量子電腦
現今趨勢與未來走向
現今
需要培養大量數學、物理和材料等基礎科學人才
台灣人才仍是對電機、資工和醫學較有興趣
未來
培育年輕世代對量子科學的興趣
培育年輕世代面對未知自我學習能力
透過量子演算法進行計算的電腦設備
特點
量子位元僅能在絕對零度的恆定溫度下運作
運算能力極強,對某些領域影響巨大
記憶體非運算過程中的必要元件
挑戰
極低溫的運作條件
量子位元的運算品質、精確度
量子狀態存續時間極短
構造
訊號放大器
微波輸入線
避免量子位元受熱噪音干擾
混合室
提供量子電腦必須的冷卻能量
低溫盾
避免處理器受電磁輻射干擾以維持運作品質
超導同軸線
負責連接軸之間的訊號傳遞
低溫隔離層
避免量子位元品質受噪音影響
量子放大器
放大處理器所讀取的訊號並降低噪音干擾
量子運算
演進
傳統電腦
數位退火技術
量子電腦
穩定性不足
錯誤率有待降低
8192位元,縮短計算時間,節省7%物流成本
有硬體製造上的根本限制
優勢
下個世代運算工具
高速、有效地用大數據進行組合最佳化演算
人工智慧大躍進
應用
物流業者
製藥公司
日本郵政
市場
在2022年
產值1.61億美元
年增率37.3%
到2025年會達到百億美元規模
G3
國企碩二 林煜恩
國企一 劉洛湄
新興碩一 梁修溢
新產博二 洪雯怡
國企三 余佳錚
區產碩一 賴美月