Google與IBM各自技術突破 爭相實現量子電腦夢

自從1980年代以來，打造可行的量子電腦是先進物理學和電腦科學界共有的夢想。經過多年追逐後，這個夢想如今可能看到實現的一天。

英國「金融時報」（Financial Times）報導，在材料科學和人工智慧（AI）這類領域，量子電腦有潛力解決當今電腦解決不了的問題。

近期出現了大量技術突破，反映業界領先的科技公司正在努力搶頭香，要把直到現在仍只是一系列實驗室試驗拓展為大規模可行系統。

美國電腦大廠IBM（國際商業機器公司）6月公布的最新量子電腦藍圖，將其先前設計的重要遺缺填補，使其成為最新一家聲稱有望推出大規模量子電腦的公司。

IBM量子計畫負責人甘柏塔（Jay Gambetta）表示：「感覺不再只是夢了。我真的覺得我們已經破解密碼，有辦法在2030年之前造出這台機器。」

這使得美國網路搜尋引擎巨擘Google（谷歌）面臨的競爭加劇。Google去年底克服了其發展量子電腦的最大剩餘障礙之一，並表示正按計畫將在2030年之前打造出工業規模的量子電腦。

Google量子AI計畫的硬體負責人凱利（JulianKelly）說：「所有（剩餘的）工程和科學挑戰全都可以克服。」

然而，儘管這些公司已解決一些最難的科學問題，準備朝向終點衝刺，但他們若要將量子電腦工業化，仍面臨許多相較之下聽來慣常卻仍不易克服的工程問題。

美國電商亞馬遜（Amazon）雲端運算子公司亞馬遜網路服務（Amazon Web Services，AWS）的量子硬體負責人潘特（Oskar Painter）便指出，現存障礙「在技術上似乎不像基礎物理那麼具挑戰性，但我們不應低估工業化所需的工程努力」。他預估若要出現有用的量子電腦，還需要15到30年時間。

達到工業規模，意味要把不到200量子位元的運算系統擴大至100萬量子位元或以上。最大難題之一是量子位元固有的不穩定性，其維持量子狀態只有一瞬間，而只有在量子狀態才能執行有用的運算；隨著所需的量子位元不斷增多，會出現「雜音」。

IBM與Google皆表示，他們的系統將能利用1種稱為「修正錯誤」的技術，來容許一定程度的量子位元缺陷。

目前只有Google展示1顆能在尺寸擴大下執行修正錯誤的量子晶片。根據凱利的說法，任何公司若想提升規模卻未能先做到這點，只會得到「一台產出雜音、耗電且花費許多人時間和工程努力的非常昂貴機器，卻沒有半點貢獻」。

其他公司雖還未與Google匹敵，但並未放慢追求擴大規模的腳步。IBM表示，他們除了專注於其最重要的挑戰，也就是展現他們的系統能夠以非常大規模運作，同時也質疑Google的修正錯誤辦法能否應用在大規模系統上。

官方對於誰能從這場競賽勝出也愈來愈感興趣。例如美國五角大廈的國防先進研究計畫局（DARPA）去年已開始對各家量子公司進行廣泛研究，以判斷誰能最先擴展到實用規模。