量子科技被視為能改變世界的技術之一，更是全球科技產業熱門議題，包含美國Google、IBM等大廠都已投入布局。中國更是舉全國之力投入，量子電腦專利占全球52.3%最強。量子電腦是什麼？和一般電腦有何差異？《NOWnews今日新聞》整理量子電腦重點，帶讀者一文掌握。
📌超導量子電腦是什麼？和一般電腦差在哪？
據科技部《科技大觀園》報導，臺灣大學 IBM 量子電腦中心主任張慶瑞受訪指出，傳統電腦和超導量子電腦是兩種截然不同的資料處理形式。
傳統電腦以位元（bit）的形式處理資料，每一個位元會在兩種狀態中切換， 這兩種狀態被標為 0 和 1；量子電腦則用量子位元（qubit）來做， 它可以 0、1 的線性組合的疊加態。
量子位元在疊加態（superposition）時，張慶瑞表示，假如把位元的位置以球體標示，南、北極位置分別代表0和1，傳統電腦的位元只能在兩極之間切換，但若是量子位元疊加時，它能在二維球面上任何位置，不限於南北極。
目前世界上量子電腦商業運轉的進程是 IBM 量子電腦 53 位元，去年（2018）Google 發表 72 位元的量子處理器，但並未提供大眾使用。張慶瑞表示，量子電腦至少要 500 位元以上才能逐漸顯現威力，並進入量子優勢的階段。
▲IBM 在CES 2019 展覽中，秀出發展更完善的量子電腦 – Q System One。（圖／NOWnews資料照）
不論是電子、離子或光子，只要能夠達到上述的疊加和糾纏狀態，都可以被稱為量子位元，因此目前常見的量子運算方式共有量子點（quantum dots）、離子陷阱（trapped ions）、超導迴路（superconducting loops）、鑽石空缺（diamond vacancies）和拓撲量子位元（topological qubit）5種方式。
主流的「超導迴路」與前景看好的「量子點」都需要在接近絕對零度（-273.15°C，熱力學的最低溫度）的環境運行，讓每個原子的平均動能維持在極低的狀況，避免破壞其他量子態，但也因為它的運行環境與日常生活差異巨大，材料特性會完全不同，必須重新進行開發。
此外，量子的不確定與不穩定性，讓它很難觀測，即使以前述的低溫來避免互相干擾，仍會出現一定的錯誤率。但若該量子電腦的運算力超過50量子位元的話，以現行的電腦技術無法得知錯誤，因此必須仰賴量子電腦重複運算來檢查計算結果。
▲為了維持超導體的低溫，量子電腦下方會裝設稀釋冷凍器。（圖／flickr@IBM Research）
2019年IBM推出世界上第一台20量子位元的商業化量子電腦「IBM Q System One」，其後IBM也陸續在德國、日本安裝量子電腦。
2019年Google在期刊《Nature》上發表論文，指出他們開發的53量子位元量子電腦Sycamore（梧桐樹），只需要200秒就能夠完成世界上最好的超級電腦要運行1萬年才能完成的運算任務。
現階段的量子電腦發展重點並非取代位元電腦，而是利用其驚人的運算速度，處理超級電腦無法解決的難題，例如提升機器學習，應用在發現疾病、化學、製藥、金融、交通或天氣觀測等領域。
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據科技部《科技大觀園》報導，臺灣大學 IBM 量子電腦中心主任張慶瑞受訪指出，傳統電腦和超導量子電腦是兩種截然不同的資料處理形式。
傳統電腦以位元（bit）的形式處理資料，每一個位元會在兩種狀態中切換， 這兩種狀態被標為 0 和 1；量子電腦則用量子位元（qubit）來做， 它可以 0、1 的線性組合的疊加態。
量子位元在疊加態（superposition）時，張慶瑞表示，假如把位元的位置以球體標示，南、北極位置分別代表0和1，傳統電腦的位元只能在兩極之間切換，但若是量子位元疊加時，它能在二維球面上任何位置，不限於南北極。
目前世界上量子電腦商業運轉的進程是 IBM 量子電腦 53 位元，去年（2018）Google 發表 72 位元的量子處理器，但並未提供大眾使用。張慶瑞表示，量子電腦至少要 500 位元以上才能逐漸顯現威力，並進入量子優勢的階段。
不論是電子、離子或光子，只要能夠達到上述的疊加和糾纏狀態，都可以被稱為量子位元，因此目前常見的量子運算方式共有量子點（quantum dots）、離子陷阱（trapped ions）、超導迴路（superconducting loops）、鑽石空缺（diamond vacancies）和拓撲量子位元（topological qubit）5種方式。
主流的「超導迴路」與前景看好的「量子點」都需要在接近絕對零度（-273.15°C，熱力學的最低溫度）的環境運行，讓每個原子的平均動能維持在極低的狀況，避免破壞其他量子態，但也因為它的運行環境與日常生活差異巨大，材料特性會完全不同，必須重新進行開發。
此外，量子的不確定與不穩定性，讓它很難觀測，即使以前述的低溫來避免互相干擾，仍會出現一定的錯誤率。但若該量子電腦的運算力超過50量子位元的話，以現行的電腦技術無法得知錯誤，因此必須仰賴量子電腦重複運算來檢查計算結果。
2019年IBM推出世界上第一台20量子位元的商業化量子電腦「IBM Q System One」，其後IBM也陸續在德國、日本安裝量子電腦。
2019年Google在期刊《Nature》上發表論文，指出他們開發的53量子位元量子電腦Sycamore（梧桐樹），只需要200秒就能夠完成世界上最好的超級電腦要運行1萬年才能完成的運算任務。
現階段的量子電腦發展重點並非取代位元電腦，而是利用其驚人的運算速度，處理超級電腦無法解決的難題，例如提升機器學習，應用在發現疾病、化學、製藥、金融、交通或天氣觀測等領域。