〈鉅亨看世界〉QNN量子電腦新技術

QNN量子電腦新技術  (圖片:AFP)
QNN量子電腦新技術 (圖片:AFP)

近日日本通訊業龍頭 NTT(9432-JP) 與美國 NASA 太空總署,還有史丹佛大學等機構宣布,將共同展開量子電腦的研發,但 NTT、NASA 、史丹佛大學在量子電腦技術的研究方式上,會與美國谷歌 (GOOGL-US) 及 IBM (IBM-US) 不盡相同,NTT、NASA 、史丹佛大學將採光通訊網路為特色,優點是可在室溫下運作,還有電力消耗較少等,希望以此為武器來超越對手。

這項研究的成員當中,有精於雷射光技術的美國加州理工學院、康乃爾大學等 6 所美國及澳洲的一流大學,還有 NASA 美國太空總署,以及加拿大的量子電腦相關企業 1Qbit 等。

研究將以 NTT 所開發成功,名為量子神經網路 (Quantum Neural Network,QNN) 形式的電腦來作為基礎,期盼在 10 年後達成實用化的目標。

NTT 也於 2019 年 4 月,首度在海外的美國矽谷成立基礎研究據點,致力於量子運算及密碼學等次世代的基礎研究。並預計在 5 年內投入 250 億日圓預算。

NASA、NTT 推 QNN 量子電腦技術 目標站上全球領導地位 (示意圖) (圖片:AFP)
NASA、NTT 推 QNN 量子電腦技術 目標站上全球領導地位 (示意圖) (圖片:AFP)

可應用在各種用途的量子閘 (Quantum Gate) 被視為量子電腦的最有力候補,谷歌與 IBM 也都投入這個領域的研究。而用於特定用途的量子退火 (Quantum Annealing) 技術方面,加拿大的 D-Wave Systems 則已成功完成商業化。

而 NTT 所採用的 QNN 方式與上述技術不同,不需要低溫環境,在一般常溫就能運作,電力消耗也大為減少。

然而,由於 NTT 在他們的 QNN 方式中,並未使用到量子加速 (Quantum speedup) 效果,就有部分學者認為稱不上是量子電腦。而 NTT 也希望透過這回的共同研究來洗刷這個汙名,在全球競爭中取得量子電腦的主導權。

Google 量子電腦的新突破:

此前 10 月中旬 Google 在《Nature》發表一篇論文指出,可以在真實世界系統裏實現量子加速(Quantum speedup),Google 表示,對於目前超級電腦需要約 1 萬年才能計算出來的答案,量子電腦僅需 200 秒就能完成。

不過,量子計算具備計算快速且能同時多工處理的優勢象徵著,建立於隨機亂數的現代加密系統將受到嚴重挑戰。

其中加密技術的出現,主因為針對目前電腦欲將長串亂數資料進行解碼將非常耗時的缺點,而衍生出的加密功能,如此能解決網路的資安問題。

然而,量子計算的出現將會使加密的過程受量子卓越的計算能力而快速破解,因此也有學者對此表示將會造成許多安全隱憂。

富士通研究所的下山剛史表示,當量子電腦正式推出後,目前主流的加密系通將失效,美國國家標準技術研究所也正在研究量子版的加密系统,以因應量子技術的接軌與新技術的資安問題。

而在量子研發歷程中,事實上量子科技的發展已發展多年,各國皆投入許多心力,其中以日本為先驅,日本電氣於 1999 年便投入量子研發的機器與實驗室,然而僅隔 1 年多數日本企業都宣布放棄基礎的研發,而讓美中超前。

美國則於 2018 年投入 2 億美元以實行量子科技研發計畫,其中除了 Google 外,IBM 與微軟等科技業巨頭都是其中成員之一。

而中國方面,由於量子技術的研發為其 5 年科技創新發展計劃之一,中國國內科技業多為此計畫之成員,其中阿里巴巴更於 2015 年建立量子實驗室來投入研發。


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