新電子 Micro-Electronics 12月號/2019 第405期

"大廠競逐量子霸權 百萬Qubit商用門檻仍卡關

“回顧2019年，科技大廠競相發表量子運算的技術突破，將量子運算從學術研究題目轉成科技業的熱門話題。不過，量子運算的商業應用，需要一段醞期。”

對量子運算領域的研究者來說，2019年無疑是非常令人振奮的一年。早在1 9 2 6 年， 奧地利物理學家薛丁格(S c h r o d i n g e r)發表論文，提出薛丁格方程式，奠定量子力學的基礎後，量子運算的概念就開始逐漸醞釀。在此後數十年，多位大師級學者先後從理論上證明，量子運算是可行的，而且有些證明十分優雅，其數學推導過程甚至不到半張A4紙就能寫完。這使得學術界對於量子運算的理論研究跟硬體原型建構，一直有很高的興趣。

量子狀態難維持　系統/處理器設計考驗眾多

然而，理論歸理論，實務歸實務。量子運算在實作上非常困難，因為量子狀態本身極為脆弱，任何干擾，甚至只是試圖度量，都會使量子狀態難以維持，回復到古典(二位元)狀態。其次，量子狀態得在接近絕對零度(攝氏-273.15度)的環境下才能維持，這使得人類開始試圖建造量子運算硬體的原型時，很自然地選擇超導體這條路徑。直到近年才開始有人探索新的設計架構， 例如英特爾的自旋量子位元等基於矽晶的設計架構，或漢威聯合採用的離子阱(IonTrap)架構(圖1)。

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