零機壹觸 #2:超腦世紀:量子電腦

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原文刊載於有關創投與科技的信報專欄零機壹觸,按此


摩爾定律說,每十八個月計算器晶片的性能便會快一倍。當晶片的速度越來越快,漸趨向極限,我們便思考如何能突破極限呢?於是有人提出了幾個方案:量子電腦、光電腦,和生物電腦。

這三個方案都是在克服現代電腦倚賴的矽物質在電磁學方面的物理問題。例如電路之間有最小距離、速度和體積上的限制等。光電腦就是用光學科技取代電子脈衝,除了晶片能造得更小外,編碼可運用光譜外,電腦內的光也能比電流傳送速度更快。
生物電腦是更大膽的建議,是以有機生物分子代替矽--有朋友開玩笑說,可能有一天枱面上一個像午餐肉的東西就是生物電腦。生物電腦除了體積上能節省到十萬份之一以下,記憶容量和速度都有大幅度提升。有人提出生物電腦甚至能植入在人體體內,直接接受人體的營養供應運作。

光電腦和生物電腦在現階段都有基本成品,但還只算是在大學實驗室的研究階段中。普遍業界期望是要到五至十年後才有較接近商業銷售的產品出現。而業界提出的第三個方案:量子電腦,則已有大型電腦市場的商業產品在市場上銷售。

第一部商業銷售的量子電腦是加拿大D-Wave 公司 D-Wave Two。暫時量子電腦商業產品都是屬於大型電腦產品,例如這部D-Wave Two 是十呎高,晶片溫度是華氏零下459.6--比絕對零度只相差不足0.1度。量子電腦的方案不是在改變製造電腦的矽物質上,而是在物質的運用上。矽電腦以電路有電或無電,或有磁或無磁以編作零與一。量子電腦則是運用量子物理上的量子特性,使一位元能作更大的編碼。例如矽電腦的一位元只能編作一或零,量子電腦的一位元則能夠同時編作兩個零至一的小數。概念上矽電腦就像一個定點的兩個可能性,而量子電腦就像運用一個立體的不同位置的座標。或者可以說,每個量子位元就是一整個資料庫的編碼。

這種不同的編碼設計,使量子電腦比矽電腦有更龐大的運算力。雖然未必能運用在一般家用或商業用途上,在電腦科學研究上這龐大運算力是很有用的。例如在自動優化的計算、自動偵測和分析、投資分析、密碼學上等。D-Wave公司的顧客包括承接國防科技項目的上市公司Lockheed Martin,美國太空總署和Google 谷歌合資的量子電腦研究所,和一間D-Wave 不願透露名稱的美國情報機構。

筆者看未來十年會是電腦科技百花盛開的季節。除了IoT (Internet of Things,例如上期介紹的VR 產品) 會不斷前進外,硬件和網絡亦會不斷提昇,例如十年後光電腦和生物電腦的家居產品很可能亦已面世。到2030年,我們的生活會變成怎樣呢?

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