Google量子團隊奪諾貝爾獎!搞懂2大獲獎關鍵:觀測「電路穿牆」為何很重要?量子電腦近了?
Google量子團隊奪諾貝爾獎!搞懂2大獲獎關鍵:觀測「電路穿牆」為何很重要?量子電腦近了?

重點一Google量子電腦核心人物 John M. Martinis、Michel H. Devoret 與 John Clarke 獲頒諾貝爾物理學獎,表彰其對超導量子技術與量子感測的關鍵貢獻。

重點二:三人以可手持電路清楚展示量子穿隧與能階量子化,奠定超導量子位元從小型實驗走向多量子位元裝置的里程碑。

重點三:延續 Google 2019 年宣稱的「量子霸權」與 2024 年 Willow 晶片成果,量子計算應用前景涵蓋資安、藥物研發與金融建模。

2025 年諾貝爾物理學獎頒予 John Clarke(約翰·克拉克)、Michel H. Devoret(米歇爾·德沃雷) 與 John M. Martinis(約翰·馬丁尼斯),表彰其在電路系統中揭示「宏觀尺度的量子穿隧效應」及「能量量子化」現象。

此一成果打破過往對量子效應僅屬微觀世界的直覺限制,證明由大量粒子組成的電路也能呈現明確的量子行為,對量子工程與量子運算硬體設計具里程碑意義。此次獲獎的核心在於讓「宏觀量子行為」變得可見、可控且可設計,為下一代量子技術鋪路。

諾獎委員會主席 Olle Eriksson(奧勒·艾瑞克森) 指出,量子力學自誕生逾百年仍不斷帶來新驚喜,同時其理論與技術已成為現代數位科技的基礎,呼應今日從半導體、超導電路到量子感測的廣泛應用。

瑞典皇家科學院表示,三人以實驗性突破推進量子計算與量子感測的發展。其中,Martinis 與 Devoret 均深度參與 Google 的量子人工智慧硬體計畫;Martinis 曾在 Google 領導量子硬體並推進「量子霸權」,Devoret 則出任 Google 量子硬體首席科學家,並任教於耶魯大學與加州大學聖塔芭芭拉分校。

《彭博社》指出,本次獎項反映量子計算從學術走向實務應用的加速趨勢,對資安、藥物開發、金融建模等領域具有潛在顛覆性影響。

什麼是量子穿隧?

總結以上,這三位得主的得獎理由可濃縮為兩點:在超導電路中發現並精確測量「巨觀量子穿隧」與「能量量子化」。

  1. 量子穿隧:一般球丟到牆上只會彈回來,不會「穿牆」。他們製作由兩個超導體與中間薄薄絕緣層構成的「約瑟夫森接面」電路,讓成群結隊的電子配對(稱為 Cooper 對)像一個「巨大粒子」共同行動。原本電路處在「沒有電壓」的穩定狀態,理應不會自行改變;但實驗觀察到它會突然「跳」到有電壓的狀態——等於整個系統像粒子那樣穿過了看不見的能量障礙,這就是巨觀版的量子穿隧。

繼續用丟球來說明:你丟球到牆上,球一定會彈回來,是因為球沒有足夠能量打穿牆。但在量子世界,像電子這樣的小粒子,明明「不夠力」,卻有機率直接出現在牆的另一邊,像是穿過一道看不見的隧道,這件事就叫「量子穿隧」。

量子穿隧
獲獎3人做了一個超導電路(像一片晶片),讓一整群電子結成「Cooper 雙人組」,一起像「一顆巨大的單一粒子」運作。平常球丟到牆上一定彈回來,但在量子世界,粒子有機會「穿牆」到另一邊,這叫「量子穿隧」。他們的電路就把這件事放大到肉眼可測的尺度:原本電路卡在「零電壓」的狀態,好像開關被卡住;結果它會突然「穿過障礙」跳到有電壓的狀態——這就是「宏觀量子穿隧」。
圖/ 諾貝爾獎官網
  1. 能量量子化:他們用微波「餵能量」給系統,發現系統並非連續吸收能量,而是只有在「剛好對到」特定能量差時才會吸收,並升到更高的能階。這證明即使是由「數十億個 Cooper 對」組成的巨大系統,能量仍以「固定份量」的台階呈現。

想像坐電梯,只能停在第1樓、第2樓…,不能卡在1.3樓。量子世界裡,原子、電子的能量也只有特定「樓層」可以待,這些固定的樓層就是能階。要改變狀態,必須拿到剛好對應的「票價」,也就是一份固定大小的能量,稱為「量子」。拿到這一份,粒子就能跳到下一層;拿不到,就哪裡也去不了。

能量量子化
在量子世界中,能量不是連續滑動,而是分成一格一格,只有到達或吸收了剛好對應的能量份量,才比較容易「穿過」束縛核子的能障,讓 α 粒子脫離;這呼應量子力學的「能量量子化」與「穿隧」概念。
圖/ 諾貝爾獎官網

上述的觀測貢獻在於,不只是把很多微小效果「堆起來」看,而是直接在可手持的超導電路上,量到整體性的量子行為(如共用的波函數)。他們首次在巨觀尺度清楚展示:量子規則不只屬於微觀世界,在適當條件下也能主宰「大的系統」。

白話來說: 他們把量子世界的「穿牆術」與「能量一格一格」這兩種怪現象,用可拿在手上的超導電路清楚做給大家看。

對未來量子電腦的意義?

上述宏觀量子穿隧與能量量子化的證據,為更穩定、可擴充的超導量子電腦硬體奠定關鍵基礎—— 讓量子電腦的核心零件更「聽話、穩定、可量產」,離實用更近。

研究證明量子效應不只存在於微小世界,也能在「電路」這類大尺寸系統中可靠重現。對超導量子位元而言,這代表能更精準設計能階與穿隧特性、減少雜訊、延長相干時間,並提升運算正確率。

因可在宏觀電路中量測與控制,製程與品管更貼近半導體工業,良率與可擴充性有望提升,讓量子處理器從少數位元走向更大型、可實際解決問題的機器。

延伸閱讀:Google一個小改動,讓Reddit蒸發數十億美元市值!num=100是什麼?對SEO有什麼影響?

資料來源:Nobel Prize in Physics 2025

本文初稿為AI編撰,整理.編輯/ 李先泰

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AI NAS 何時才值得部署?QNAP 拆解地端 AI 的成本、算力與資料門檻
AI NAS 何時才值得部署?QNAP 拆解地端 AI 的成本、算力與資料門檻

當資料不能離開企業,運算就得靠近:AI 先改寫儲存架構

AI 帶來的第一個變化,不只是運算能力提高,而是企業必須重新決定資料放在哪裡。

儲存架構大致分為雲端與地端兩塊,QNAP 身為資料安全的守護者,長期發展的是地端網路儲存設備(NAS),並擴展至 25GbE、100GbE 高速網路交換器產品線,提供完整的儲存與高速網路基礎架構。威聯通科技(QNAP)總經理劉文義解釋,當資料因合規要求或敏感度不能上雲,就必須留在靠近使用者與應用的地方;運算需求一旦增加,承接資料的裝置也自然被推向地端 AI。

不能上雲的名單比想像中長。醫療業持有大量醫療個資,金融與保險業受到合規與法規限制,部分大學院校與設計公司也不希望資料被雲端存取。對這些組織而言,問題並不是雲端好不好用,而是一開始就沒有把核心資料全面上雲的選項。

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威聯通科技(QNAP)總經理暨威強電集團(IEI)董事長 劉文義
圖/ 數位時代

真正讓更多企業回頭計算的,則是長期成本。劉文義指出,資料上傳雲端可能免費,下載卻會按流量收費;當企業把一年、兩年、三年的費用加總回推,可能會發現,購買一台同等容量的 NAS,還能使用 7-10 年。資料規模愈大、存取愈頻繁,總持有成本的差距就愈值得評估。

這並不代表雲端與地端只能二選一。雲端仍適合模型訓練、程式開發與波動大的工作負載;地端則較適合高頻存取、對延遲敏感,或不能離開企業邊界的資料。企業真正要回答的,是每一類資料與任務應該放在哪裡。

依 QNAP 觀察,客戶過去關心的是需要幾 TB、幾 PB,或備份速度有多快;現在更常問的是,機器裡的資料要如何被 AI 活用。QNAP 也從 2021 年起,把公司發展定調在 AI 與高速網路的融合,試圖讓 NAS 從資料保存的位置,進一步成為資料被調用的位置。

當資料量持續擴大,搜尋與管理方式也會跟著改變。「在 NAS 裡放入 AI Agent 會越來越不可或缺。」劉文義舉例,當照片累積到 10 萬、20 萬張,要找出其中幾張特定畫面,已不可能只靠人工翻找。此時,能理解內容、接受自然語言指令的 AI 工具,會從加分功能逐漸變成必要條件。

從資料治理到地端推論:AI NAS 如何進入企業工作流?

AI NAS 不是「多了 AI 功能的 NAS」,而是 NAS 在企業工作流裡換了位置。
依 QNAP 觀察,目前客戶大致分布在一條導入光譜上。人數最多的一群,仍在把資料集中、分類、清理與建立權限。這一步看似與 AI 無關,卻決定後續系統能不能找到正確資料、辨識版本,並把答案交給有權限的人。

中間一群開始建置私有的檢索增強生成(RAG)知識庫。RAG 並不是重新訓練一個模型,而是在模型回答前,先從企業的 SOP、合約、法規或技術文件中取回相關內容,再產生附有來源依據的答案。QNAP 以 Qsirch 的語意搜尋能力協助建構這類應用,協助企業建立私有知識庫;而走在最前面的少數企業,則已經嘗試地端推論與 AI Agent。

模型的選擇權,QNAP 刻意留給客戶。知識庫背後採用哪一個模型,可由企業依需求決定,不綁定單一 AI 供應商。QNAP 也以 QuAgent AI 助理與模型情境協定(MCP)相關能力,讓管理者透過自然語言查詢狀態、調整設定,並讓 NAS 成為 AI Agent 可調用的資料節點。

不過,劉文義沒有把這條路說得太容易。他坦言,目前 NAS 硬體的 AI 運算能力仍有限。一般企業期待的應用,可能需要約 300 到 800 TOPS,甚至 1,000 TOPS,因此多數方案會以 NVIDIA 顯示卡補足算力;一張卡約需新台幣 10 萬至 12 萬元,一張算不完,就得配置 2 張或 4 張。

「整體成本可能是過去單獨一台 NAS 的 5 倍到 10 倍,並不是大部分中小企業都能接受。」除了硬體,使用者還需要 AI 應用的 Know-how、程式背景與開發資源,這些都是落地成本。

QNAP 則是透過算力分級讓各規模與需求的企業都可以有適合的解決方案。在 Computex 2026 搶先亮相的 QNAP AI NAS 中,一類是採用含有 iGPU 與專屬 NPU 的處理器平台,以一百多 TOPS 的範圍,可順暢使用 AI 應用程式;另一類機種則可安裝 1 張或 2 張 NVIDIA 顯示卡,處理更大的運算量。

同時 QNAP 也在軟體端也持續開發,目標是讓 NAS 裡的資料更有效率地被 AI 工具調用,讓資料成為有價值的知識。

從規格走到現場:能源公司如何導入私有 LLM?

本地 AI 實際落地部署會是什麼模樣?劉文義舉了一家約 50 多人的能源公司為例。這家公司原本想用 NAS 搭配雲端 AI 建置內部資料庫,但很快遇到兩個瓶頸:一是員工查詢時明顯出現卡頓;二是專利、技術與合約都高度敏感,高層不願上傳至公有雲,擔心機密資料會有外洩的疑慮。

後來,該公司導入 QNAP AI NAS 的旗艦機種 QAI-h1290FX,搭配顯示卡與全快閃 SSD,在地端部署私有大型語言模型,把數十年來封存的靜態檔案交給 AI 調用,進行跨檔案摘要與精準搜尋。員工因此省下翻找合約與報告的時間,核心機密也能留在企業內部。

這個案例說明,若任務範圍明確,有些應用不必動用雲端大型模型,地端運算量就可能足以支應。

但不同企業的資料量、查詢方式與模型大小不同,導入前仍需要概念驗證(POC)與技術人員評估。

而且,資料留在地端並不等於自動安全。企業仍要處理帳號權限、網路隔離、備份復原、漏洞修補與日常維運。地端的價值,是讓資料邊界與控制權回到企業手上;相對地,安全責任也會更直接地回到企業。

哪些企業現在該做,哪些再等?先看重複性與三個條件

能不能導入地端 AI,不只由產業標籤決定,也要看工作是否重複,以及場景能不能被清楚定義。劉文義觀察,第一批走進來的,除了受法規限制的醫療、金融與保險業,也包括利用地端 AI 加速資料處理的科技業,以及會計、律師等有大量重複文書工作的專業服務業,因為效益較容易被看見。

工廠也是可預期的場景。一條生產線可能有 10 台、20 台機器,每台處理與儲存資料的 Protocol 都不同,需要相對應的儲存裝置;生產過程累積的影像與紀錄可能要保存 3 年到 5 年。當企業要跨設備調用這些資料,AI Agent 與地端資料節點就有發揮空間。

「重複性資料處理越多,或重複性動作越多的產業,越容易透過導入 AI 提高工作效率。」反過來說,較傳統、人力密集,或仍高度依賴人工判斷的製造業,短期內未必能快速導入地端 AI。

依 QNAP 提供的資料,企業也可用「高頻、大量、敏感」三個條件做第一輪判斷:資料是否被頻繁調用?規模是否大到雲端傳輸與長期費用開始變得明顯?內容是否涉及個資、法規、智慧財產或商業機密?三個條件愈集中,地端部署愈值得評估;三者都不成立時,使用雲端 API 往往更簡單,也可能更划算。

可以先等的企業,大致也有三種。第一,資料仍分散、版本混亂、權限不清,急著上 AI 只會把混亂放大,先完成集中與治理,效率就可能先提升。第二,找不到一個具體且反覆發生的業務痛點,只因為「別人都在做」而採購,設備很可能變成昂貴的展示品。第三,使用量仍小、需求偶發,現階段雲端的彈性反而更有優勢。

因此,POC 不應只驗證「模型答不答得出來」,還要回答三個問題:資料由誰負責,誰可以存取?導入後能節省多少查找時間、傳輸成本或人工作業?正式上線後,誰負責資料、模型與資安維運?只有當效益與責任都能被量化,才適合從展示走向正式部署。

企業願意把部分資料留在自己的機房,動力最終仍回到資料主權。QNAP 的主要市場分布在歐洲、美洲與亞太,其中歐洲占比將近一半,而歐洲也正是全球推動資料主權的最大動力。

QNAP 的產品已取得 ISO 27001、ISO 27017 與 ISO 27018 等多項認證,並滿足 GDPR、HIPAA 等資料保護與法規遵循需求;累積至今,已售出約數百萬台裝置,協助企業打造智慧、安全的儲存方案。

至於普及時間點,劉文義提出一個明確的價格與效能交會點:地端應用若要順暢運作,運算量可能至少要達到 300 至 600 TOPS,甚至 800 TOPS,同時價格要落在新台幣 5 萬至 8 萬元。目前符合這些條件的硬體方案仍很有限。

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「AI NAS 不是多了 AI 功能,而是改寫了資料在工作流的位置。」威聯通科技總經理劉文義坦言,地端算力成本高昂,QNAP 透過「算力分級」與開放模型架構,助企業逐步建構私有 RAG 知識庫與 AI 團隊。
圖/ 數位時代

「預測約兩、三年後,應該很快會看到符合一般大眾期待、具備合理 CP 值的產品。那個時間點,就會是 AI 落地最蓬勃發展的時候。」在此之前,企業真正能先做的,不是搶著買最大的模型或最昂貴的顯示卡,而是把資料治理、使用權限與高價值場景準備好。

QNAP 以「資料煉油廠」比喻自己的角色:原油再多,沒有整理、提煉與配送的過程,也無法成為可用的能源。這個定位也點出地端 AI 的競賽條件——不是誰先買到算力,而是誰的資料先準備好被調用。模型會持續更換,但企業自己的資料層則會長期存在。

AI NAS 不是把模型塞進儲存設備,而是在資料必須留在企業內時,讓搜尋、推論與管理靠近資料的地端節點。

QNAP World Tour 2026 台北場將於 2026 年 9 月 18 日(五)舉行,現場將聚焦 AI 應用、儲存備份、網通產品、資安與監控,並安排 Live Demo,適合 IT 管理者、系統整合商與企業決策者參加。

活動地點:新板希爾頓酒店|如意 AB 廳

活動時間:09:20–16:00

地址:新北市板橋區民權路 88 號 2F

立即報名:https://bnex.tw/9f7my4

2026 QNAP 台灣企業資安韌性大調查,填問券抽好禮,倒數計時:https://www.surveycake.com/s/q4abw

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