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新科技速遞| 量子科技現突破成焦點 專家籲理性看待勿誇大

潘建偉
潘建偉去年當選了英國皇家學會外籍院士,學會的評價是潘建偉的開創性貢獻,將全球安全量子通信和量子運算,從夢想變成現實。

[新科技速遞]

量子科技新聞不絕,自從輝達行政總裁黃仁勳指,量子電腦還要等30年,一度引致多家量子電腦股份大跌,話音未落,多項突破就相繼公佈,商用化似乎又指日可待。

繼Google推出Willow,Microsoft推出Majorana 1,Amazon Web Services (AWS)宣布推出量子運算晶片 Ocelot,聲稱較現時量子糾錯方式相比,成本可降低達90%,由加州理工學院 AWS 量子計算中心團隊研發。AWS形容Ocelot量子電腦容錯重大突破。 

AWS在Ocelot架構設計從開始內置糾錯,採用「貓量子位元」 (Cat qubit),以「薛丁格的貓」實驗命名,抑制某些形式錯誤,減少糾錯消耗資源,借鑑微電子業製程,整合後可大規模生產。

AWS量子硬件部門主管Oskar Painter指:「近期量子研究進展,實用容錯量子電腦問世,不再是『能否』,而是『何時』?通用的量子電腦問世,最多可提前五年。」AWS未有說明可提早五年商用量子電腦,究竟是何時出現。

AWS_Ocelot
AWS推出新量子運算晶片Ocelot,聲稱糾錯方式較現時技術,成本降低達九成。

量子電腦即將商用

另一家量子電腦初創PsiQuantum聯合創辦人Pete Shadbolt較早前表示,商用量子電腦可早至2027年面世。PsiQuantum在《Nature》上發文解釋技術突破,量子干涉可見度為迄今任何平台測獲最高值,夥拍Globalfoundries晶圓廠合作改良矽基光電子製造流程。PsiQuantum估值超過三十億美元,新一輪融資包括貝萊德、淡馬錫、Microsoft和柏基(Ballie Gifford)等參與。

橋水基金創辦人達里奧(Ray Dalio)亦表示,量子運算是繼AI之後,投資必須關注項目。

中國量子科學家潘建偉在《Nature》上發文,估計通用量子電腦仍須大量投資才能成事,研發仍要再等十多年。他呼籲,媒體勿誇大其詞引來投資炒作,以免公眾期望再次落空。

誇大承諾適得其反

潘建偉是全球頂尖量子研究人員,協助中國研發「墨子號」量子衛星,令中國在量子通信領域領先。

潘建偉指,量子系統在運算、資訊安全和精確測量領域,均展現出超越經典系統潛力。量子電腦達「量子優勢」(Quantum advantage),足以解決經典超級電腦所無法應付的問題。量子密碼學是安全的通信方法,已實現「無條件安全」(Unconditional security),加密金鑰分發基於量子力學原理,非依賴運算複雜性,即使擁無限算力,亦無從破解量子加密保護。量子感測器應用在測量時間和重力,已達驚人精度,商業應用包括檢測地震和導航重力儀。他預測,未來數年量子模擬(Quantum simulation)推動量子化學和高溫超導研究,通用量子電腦則要待10 至15年面世。

潘建偉指,過度渲染量子電腦發展速度,誤導公眾吸引資本,承諾一旦無法實現,期望落空會適得其反。他指稱,部分科企稱提供量子運算服務,實際上只是小規模的量子演算法。

集思廣益帶來突破

潘建偉認為,量子研究不能單靠私人部門,政府要擔任牽頭角色。他指,2023年美國國家量子計畫(US National Quantum Initiative)的撥款達37.5億美元,幾乎是上一個五年預算13億美元三倍,下個預算五年內再撥27億美元。

他又指,歷史上研究突破,多次源自學者交流合作。其中一次上溯20世紀20年代,印度的玻色(Satyendra Nath Bose)致函瑞士的愛因斯坦。愛因斯坦讀後馬上翻譯玻色的論文,發表德國學術期刊上,後來預言「玻色-愛因斯坦凝聚態」(Bose–Einstein condensates)的存在,1995年由三位美國科學家以實驗證明,2001年共獲諾貝爾物理學獎。

最初,量子通信理論為美加學者提出,歐洲團隊率先驗證,各國意識課題複雜,全球協作,研究團隊包括奧地利、南非、加拿大,中國科學家集其大成,2016年中國發射「墨子號」實驗衛星,中國與奧地利進行洲際量子金鑰分發和量子隱形傳態實驗,實現了全球首次洲際量子通信。

潘建偉指,部分政府抗拒合作,政治化了學術研究,國際交流更形困難。2012年,潘建偉協助成立合肥的中國科學院量子資訊與量子科技創新研究院;他強調研究院秉持公開平台發表論文,推動開放協作學術環境,歡迎各地學者學生訪問。

量子研發關乎全人類的福祉,解決多項迫切難題,如今因地緣政治,無法更早實現。

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