比追逐「量子霸權」更重要,IBM專家點出量子電腦商用的關鍵

2019.07.10 by
高敬原
IBM
量子電腦又被稱為下個世代運算工具,IBM日本東京研究所所長的森本典繁(Noly-san)認為,量子電腦的出現並非要取代傳統電腦,而是可以補足現今系統不足的地方,他看好3到5年後量子電腦將出現大規模商用化。

漫威電影從《蟻人》到《復仇者聯盟 4》,都能見到帶著主角們穿越時空的「量子力學(Quantum Mechanics)」概念貫穿其中,雖說量子是一個完全推翻古典物理學概念的領域,然而這並非只是存在電影小說的情節中。

2016年就開發出5量子位元(qubit)量子電腦的IBM,是目前檯面上,技術能力最具突破性的代表,擔任IBM日本東京研究所所長的森本典繁(Noly-san)認為,要看到量子電腦大規模商用化,關鍵並非量子位元(qubit)的多寡,而是必須找出關鍵應用。

在森本典繁眼裡,量子電腦跟現在的超級電腦,有許多類似的地方,差異在於根本原理的不同,如何找到適合量子電腦的關鍵應用,來證明其在科學上的價值,才是真正應該思考的問題。

關鍵在量子電腦解決的問題,而非競逐霸權光環

量子電腦擁有極快的運算速度,可以在短時間內完成一般電腦需要花上數十年才能解決的問題,因此被稱為「下個世代運算工具」。

IBM今年初在美國國際消費電子展(CES)上,推出搭載20位元(qubit)處理器的量子電腦「 IBM Q System One」。
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今年初在美國國際消費電子展(CES)上,IBM推出搭載20位元(qubit)處理器的量子電腦「 IBM Q System One」,能透過雲端的方式開放全世界使用量子運算。IBM雲端運算資深總監Arvind Krishna評論:「這對於量子電腦走出實驗室,有非常重要的意義。」

現階段量子電腦可以做到的事情,超級電腦也可以做到,我們應該思考的是,當有一天量子位元超過50的時候,要去解決什麼樣的問題?
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只要量子電腦可以達到解決一般電腦所不能解決問題的里程碑,就能被稱為「量子優勢 (Quantum advantage)」,比起走出實驗室,身為量子電腦專家的森本典繁認為,想清楚把量子電腦用在什麼地方更重要,「要看用途,某些領域量子電腦說不定做得比現在電腦爛。」

森本典繁:量子電腦不是要取代傳統電腦

量子電腦跟超級電腦沒有絕對的好與不好,必須視應用的領域而定。「把問題丟給量子電腦去比賽,才會知道問題在哪裡;不能單純就量子電腦性能討論,(跟傳統電腦相比)是贏是輸很難說。」森本典繁認為,當有一天量子位元超過50的時候,該去思考要解決什麼樣的問題?

森本典繁強調,量子電腦的出現並非要取代傳統電腦。
攝影 / 賀大新

森本典繁強調,量子電腦的出現並非要取代傳統電腦,「它們(指量子電腦)可以解決某些難以解決的問題,這些問題在計算過程中,可能是指數級的,以此補足現今系統的不足。」

以性能來看,現階段量子電腦可以做到的事情,超級電腦也可以做到。綜合來看,目前量子運算部分能力仍不夠完美,還是有犯錯的可能。量子電腦新創 Rigetti 創辦人Chad Rigetti指出,現在量子電腦不必像傳統電腦一樣做到非常精準,只要在特定的領域中「相對好」,那麼會就凸顯出價值與優勢。

尋找關鍵應用,如同茫茫人海找另一半

雖然產學界投入許多資源在研究量子電腦,然而時至今日,還沒有找出關鍵的應用,森本典繁用感情來比喻,「找量子電腦的應用,有點像是找另一半,現在還沒找到。」重要的關鍵在於,不能讓古典物理的邏輯限制了想像。

許多媒體、專家都預測,因為極快的運算速度,量子電腦商用後,也許可以在機器學習、模擬化學方程式、材料開發、投資組合平衡優化、風險分析等領域發揮優勢。森本典繁認為,這些都還只是商業上的預測,哪種應用最適合用量子電腦來做還很難說,「化學方程式模擬」是目前所知比較可能的量子電腦應用之一。

量子人才,必須具備數學、物理以及產業知識。森本典繁觀察,現在很少人同時具備有這三種能力,要培養也不容易。
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森本典繁認為,量子電腦目前處於商業化前期(Pre-commercial),要邁向真正的商業化,最少還需要3到5年的時間。優秀的量子人才,必須具備數學、物理以及產業知識。森本典繁觀察,現在很少人同時具備這三種能力,要培養也不容易,「就算學好了(指物理化學知識)也沒用,必須知道產業問題在哪裡,理解後才有可能放在量子電腦中。」

森本典繁相信,只要產學各界一起投入參與,不久後一定可以發現第一個適合量子電腦的關鍵應用。
攝影 / 賀大新

其實問題可能就在眼前,卻被思維限制而看不到,這是目前整個產業還很難找到關鍵應用的原因。正因為如此,量子電腦發展需要一批不受古典物理學限制的新血,森本典繁相信,只要產學各界一起投入參與,不久後一定可以發現第一個適合量子電腦的關鍵應用,「我對未來發展是很樂觀的,光想就很興奮。」他說。

責任編輯:陳映璇

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