量子運算席捲熱潮　對數據科學未來影響

編譯／李寓心

隨著科技的進步，量子運算熱潮也正席捲而來，透過量子疊加和量子糾纏原理，重新定義了計算方式的極限，同時透過與數據科學的結合，有望克服更多的限制，將創新推向前所未有的境界，加速數據分析和決策過程的應用，例如增強機器學習演算法和技術優化等。以下為量子運算在數據科學的實際應用：

• 網路安全

2016年Google的AI研究人員宣布，他們已經用量子計算機破解RSA加密標準的弱化版本，成為量子運算一個重要的里程碑，意味著量子運算可打破當前的加密標準，解決被傳統計算機認為是難以解決的數學問題，如RSA加密演算法和橢圓曲線密碼學（ECC）。對此，2020年美國國家標準暨技術研究院（NIST）宣布一套新的抗量子加密標準，用於抵禦量子計算機的攻擊。

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• 藥物發現

現在的量子計算機可精準的模擬分子行為，幫助科學家設計出更有效且毒性更小的新藥物，如2019年Google的AI研究團隊，首次使用量子計算機模擬氫分子，為藥物發現和材料科學的一項關鍵任務，同時還能尋找癌症新藥物，模擬藥物與蛋白質的相互作用。

• 金融交易

2019年滑鐵盧大學研究人員團隊，使用量子計算機開發一種用於投資組合優化的新算法，比傳統算法找到更好的投資組合，提高投資基金的回報，從而最大限度降低風險，幫助投資者做出更好的投資決策。此外，2020年麻省理工學院的研究人員使用量子計算機，開發一種新的金融交易算法，可分析大量市場數據，為金融機構創造利潤。

• 天氣預報

量子計算機可比傳統計算機更準確地模擬天氣，有助於改善對颱風和龍捲風等極端天氣事件的預​​測，同時還可用於開發減緩氣候變化影響的新方法，透過量子計算機更有效地設計新材料和儲存二氧化碳等。

• 機器學習

2019年Google的AI研究人員，藉由量子計算機，快速訓練機器學習的模型，對手寫數字的圖像進行分類，使量子計算機可用於訓練機器學習模型，如搜索大量的數據等。2020年多倫多大學的研究人員，還開發一種用於自然語言處理的新機器學習演算法，為該領域創下新的里程碑。

資料來源：Data Science Central

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