編譯／李寓心 在近期生成式人工智慧成為全球熱點後，新興技術方面的量子力學特性，所能生產超級強大設備的潛力，也成 …

編譯／李寓心

在近期生成式人工智慧成為全球熱點後，新興技術方面的量子力學特性，所能生產超級強大設備的潛力，也成為備受關注的項目之一。因此，世界上最大的科技公司，包括Google、微軟、亞馬遜和IBM等，都試圖在未來的量子領域佔據一席之地。

根據報導，去年11月，美國科技巨擘IBM推出最新的量子計算機Osprey，為一款新的433量子位元處理器，其性能是2021年推出的3倍。量子技術的支持者表示，這些機器可能會在藥物發現和材料科學等領域，帶來快速的進步，同時也可創造出更輕、更高效的電動汽車電池，或者有助於減少二氧化碳等可能性。

而量子計算機能擁有高級計算能力的關鍵，在於能控制這些量子位元，因為量子計算機與傳統計算機的運行方式完全不同。根據IBM量子模擬高級演算法研究實驗室的Ivano Tavernelli表示，量子是一個雙態系統，代表量子力學為一種擁有兩個互相獨立的量子系統，可用來儲存量子訊息，並將兩種狀態疊加起來。

其中量子力學所具有的兩種特性，一個是量子疊加（Quantum Superposition），另一個則為量子糾纏（Quantum entanglement）。據IBM研究院的院長Alessandro Curioni表示，量子糾纏這種特性非常重要，因為這個系統的精緻化能力，比傳統計算機更強大。事實上，今年諾貝爾物理學獎授予的三位科學家，就是在量子糾纏和推進量子信息領域方面獲得相當的成就。

雖說量子計算機能使物理世界的模擬變得更加容易，但還有個主要的擔憂是，未來的量子計算機可能擁有如此強大的計算能力，以至於可破解現今所擁有的互聯網安全，及基礎加密協議。對此，IBM研究實驗室的密碼學家Vadim Lyubashevsky表示，量子的交換密鑰需要一些數學假設，但這些假設可能會被量子計算機打破，因此為了防止這種情況，相關組織和國家應該將他們的密碼學更新為量子安全演算法，使量子計算機無法被破解。

儘管如此，在權衡量子計算潛在好處時，Lyubashevsky認為這些風險也不應阻止這些機器的開發，因為破解密碼不是量子計算機的重點，只是一個副作用，可以進行修補的。因為量子計算機存在的意義，也會提高發現化學反應的速度，對於醫學領域具有相當的實用性。

資料來源：Euro news

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編譯／李寓心 如今，在科技進步飛速的趨勢下，從人工智慧至雲端技術的應用，逐步改變人們的生活型態，而量子科技也漸 …

編譯／李寓心

如今，在科技進步飛速的趨勢下，從人工智慧至雲端技術的應用，逐步改變人們的生活型態，而量子科技也漸漸變成下一個科技熱點，成為科技公司競相發展的項目。然而，現在有研究認為，與傳統計算機相比，量子演算法的技術，並沒有達到實質的加速作用。

根據報導，該研究的作者 Xavier Waintal表示，雖然數學家證明量子計算機比傳統計算機來得快，但或許現在這速度已經超出範圍，或者在未來的十幾年內。這意味著我們將面臨某些問題，例如現在量子具有的優勢，是否會持續下去。

然而，現在有關量子計算機的算法非常少，具有實際應用的狀況都是在解決具體性的問題。尤其考量到建構量子計算機的難度，可能也很難會出現專門解決這些特定問題的行業。因此，現在比較好的作法是，應該至少找到一個大範圍，能供量子計算機作為運用。

但目前還需要克服的問題之一，是量子計算機的容錯率。有研究人員發現，即使以某種方式，將容錯率降低1萬倍，仍然需要經過長時間的發酵，才能看到具有優勢的量子理論。因此，從理論上來看量子演算法，有其可行性，但實際面上，仍需定義這些特定問題。因為量子科學將永遠持續下去，但量子運算卻不一定如此。

而現在還處於量子技術的早期階段，較缺乏有關量子運算大範圍運作的案例，但有報導推測，截至2030年的量子運算市場，其規模可高達1,250億美元（約台幣3.8兆）。這意味著或許目前大部分的量子浪潮，是依賴在這些過於樂觀的數字上，因為最重要的是，還是量子運算未來的實際應用狀況。

資料來源：analytics indiamag

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 記者鄧君／新竹報導 工研院主辦邁入40年，世界領先的技術研討會「2023國際超大型積體電路技術研討 …

 記者鄧君／新竹報導

工研院主辦邁入40年，世界領先的技術研討會「2023國際超大型積體電路技術研討會」（VLSI TSA），將於4月17日至20日於新竹國賓飯店登場，邀請重量級貴賓，曾協助Google取得量子霸權的關鍵推手John Martinis分享實驗資料，及探討如何使用超導體構建量子計算機；Intel首席工程師Robert Munoz也將分享小晶片（Chiplet）時代的關鍵應用。

工研院表示，AI人工智慧眾多應用，都依賴於半導體技術的進步來實現創新。為了應對不斷變化的半導體行業需求以及技術與設計之間的緊密連結，引領半導體產業發展的年度盛會「2023 國際超大型積體電路技術研討會」（VLSI TSA)， 吸引世界各地的專家針對半導體研究、開發和製造的進展進行技術交流。

工研院指出，今年匯集美國普渡大學、美國麻省理工學院、英特爾、法國半導體研究機構CEA-Leti、東京大學、NVIDIA 、全球電子設計創新巨擘Cadence 等全球領域專家探討未來趨勢，如節能超大規模積體電路技術、記憶體中神經形態演算、量子計算之設備和設計、小晶片時代的工業規模再利用及汽車感測器等。

例如在法國半導體研究機構CEA-Leti，領導矽元件事業部門的Olivier Faynot認為，全球數位化之下，數據量到2030年將激升至500 Zetabyte，因此他也將會分享資料生成、傳輸、計算和儲存相關功耗影響的發展與關鍵節能要素；同時，致力於研究量子計算、過去曾協助Google取得量子霸權的關鍵推手John Martinis，也將剖析未來十年量子演算法的應用以及發展趨勢；此外，Intel首席工程師Robert Munoz也將分享小晶片（Chiplet）時代的關鍵應用。

今年研討會除了連續四天的實體會議，部分議程開放全球線上同步直播，開幕當天也將舉辦高科技產業矚目的年度盛事「2023 ERSO AWARD」頒獎典禮，表揚國內傑出的產業人士。

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編譯／李寓心 隨著雲端運算的技術應用，科學家發現傳統的經典計算機，仍存在著無法突破的限制，因此為尋求更強大的運 …

編譯／李寓心

隨著雲端運算的技術應用，科學家發現傳統的經典計算機，仍存在著無法突破的限制，因此為尋求更強大的運算能力，透過與量子技術的結合，希望帶來技術上重大改變。如今量子運算已經達到破紀錄的里程碑，以超乎想像的速度，能精準的在晶片之間傳輸數據，增加快速處理技術的發展。

根據報導，英國薩塞克斯大學的研究團隊，在英國的科學期刊上發表一篇，有關量子晶片傳輸實驗的結果，展示出以99.999993%的可靠性，以2424/S的連接速率，在量子晶片之間傳遞訊息。研究人員表示，此一實驗可說是創造了世界紀錄，因為代表著將量子晶片組裝在一起，以建構更強大的量子計算機是可行的。

量子計算主要依賴量子力學中的一些原理，透過次原子粒子可同時出現在兩個地方的特性，能跨越遙不可測的距離，以幾乎同時的速度反應出彼此的行為。這些量子所具有的特點，代表量子計算機能以當今最好的計算機也無法達到的速度，同時來處理多個項目。首席研究員Winfried Hensinger教授對此表示：「我們在這裡取得的成就，就是能夠實現及其強大的量子計算機，以解決工業和社會上一些最重要的問題。」

雖然人類在量子技術的開發已有20多年，許多大型科技公司也都有自己的機器，包括IBM、Google和微軟等，但到迄今為止量子技術只有在用途有限的小型系統中運行。其中影響該技術發展的主要障礙之一，為跨晶片傳輸訊息的同時，如何使其保持完整的能力？還有許多量子計算機的零件都被設計為高敏感性，因此具有低容錯性，導致連最輕微的干擾，都會破壞其有效運行，不利於量子計算機的發展和推動。

資料來源：Techradar

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編譯／李寓心 隨著科技與日俱進的發展，世界各國逐步意識到「量子」（Quantum）所帶來的潛在威力，其中量子運 …

編譯／李寓心

隨著科技與日俱進的發展，世界各國逐步意識到「量子」（Quantum）所帶來的潛在威力，其中量子運算基於量子理論而開發的計算機技術，雖然相對是一項新技術的開始，但長遠來看，量子運算未來可是顛覆現有技術的關鍵，能徹底改變許多行業和我們日常生活的方式。

傳統計算機，通常使用電晶體作為邏輯的物理構建，數據在最終階段的位元（bits）中，仍需仰賴布林代數的二進位原理進行，雖然每個電晶體在切換時，能達到十億分之一秒為單位測量，但這些設備切換速度仍存在著限制。

如今，有了量子計算機後，科學家朝向更小、更快的電路發展，透過陷獲離子（Trapped ion）、超導迴路、量子點和鑽石中的「空位」，構成量子位元（Quantum bit）的計算基礎，但量子技術固然威力強大，現在還處於研發階段，仍有許多問題需要克服。

• 需構建可擴展的量子硬體：量子運算的主要問題之一，如何建構一個能夠處理大量的量子位元，且同時可保持穩定和相干性（coherence）的設備。
• 處理量子系統中的噪音和錯誤：因量子系統對噪音和錯誤的高度敏感，會干擾運算過程，導致結果不準確。
• 開發用於量子運算的高效算法：隨著量子計算的能力不斷擴展，而具有獨特屬性量子系統的新演算法，需求量也持續增加。
• 缺乏熟練專業人員：量子運算領域為新興技術之一，因此目前仍缺乏具備使用量子設備和軟體的技術人才。
• 量子技術與傳統技術融合不足：將兩者無縫融合的技術，目前仍是一大挑戰，也是使得量子運算難以實際應用的原因。
• 量子運算的成本效益：因量子計算機的製造和運行需要大量資金，成為廣泛採用量子運算的主要障礙。

雖然量子技術尚有待解決的技術問題，但量子技術未來也可能應用在更多地方，例如：量子機器學習和量子人工智慧、提供強大運算功能的量子雲端服務和優化電腦糾錯等。將來量子運算還會持續進步，也會與機器學習和密碼學等結合運用，並且隨著量子技術普及，有望可應用在金融和醫療保健等產業，以分析大量數據，做出準確的預測。

資料來源：BBN TIMES

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編譯／施毓萱 隨著量子計算機的不斷進步和強大，它們對國防部的網路安全保證構成了重大威脅。 同時，隨著技術成熟， …

編譯／施毓萱

隨著量子計算機的不斷進步和強大，它們對國防部的網路安全保證構成了重大威脅。 同時，隨著技術成熟，國防部也許將從根本改變。

加密是保護敏感軍事資訊的關鍵工具。 因此，如果量子計算機能夠破解現有的加密演算法，可能會讓美國軍方暴露在危險之中。 與此同時，美國也面臨中國在量子計算領域的蓬勃發展，尤其中國「數位絲綢之路」也加快了各方面的腳步。

在這樣的安全環境下，美國國防先進研究計劃署（DARPA）宣布US2QC計畫，以探索其他方法。 希望量子計算機可以比當前預測顯示的超過實際利用水準。

白宮最近簽署了《量子計算網路安全準備法》（the Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act），其中表明量子是個嚴重的問題。 該法案解決了將行政機構IT系統遷移到可抵禦量子計算機威脅的後量子密碼學（post-quantum cryptography, PQC）的問題。

去年7月，美國國家標準暨技術研究所（National Institute of Standards and Technology）也宣佈了後量子密碼演算法標準化工作的重要里程碑。

總之，加密標準可能正在經歷這幾十年來最大的變化，後量子加密將會成為美國重要的一部分。 目前已有高達30億美元的聯邦量子專案正在進行或規劃中，其中也包括12億美元的國家量子倡議（National Quantum Initiative）。

資料來源：C4ISRNET

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編譯／高晟鈞 量子計算機所具備的量子特性，使其能做到現今大多數工程計算機所難以處理的問題。有別於一般的物理特性 …

編譯／高晟鈞

量子計算機所具備的量子特性，使其能做到現今大多數工程計算機所難以處理的問題。有別於一般的物理特性，量子所帶來的量子優勢，使其不只侷限在無線通信上，甚至能涵蓋從金融到製藥等不同領域。

然而構建大型量子計算機的一大挑戰，如何有效連接不同信息節點的方式。這些節點就如同現今時常聽到的路由器，它能連接乙太網路到像是電腦、印表機等設備；然而，這些傳統信息設備並不能直接轉化成量子設備。

同時，不同於傳統0與1的信息位元存儲，量子信息可以同時為0與1；這使得量子位元所攜帶的信息變得更複雜且脆弱。這些信息可以被光子所攜帶，而光子透過波導相互串聯。這些波導可以是單向或雙向的，但每個波導只能在一個方向移動光子；因此隨著量子網路的發展，如何有效向特定方向發射光子將成為最重要的課題，但透過額外組件加強單向波導容易使信息失真。

為了改善這點，研究團隊構建了一個包含4個量子位元的模塊。單個量子位元發射光子時，它向我左或向右的傳遞是隨機的；為了規避這個問題，研究人員利用兩個量子位元組合使其具備量子糾纏特性，以確保光子沿正確方向傳導。

簡單來說，信息的發送和接受方分別擁有兩個量子位元，分別為左側量子位元和右側量子位元，這兩個位元同時存在，且會發生量子干涉。根據量子糾纏，我們可以知道，只要決定其中一位元的狀態，便能得知另外一者的狀態；而研究團隊透過選擇正確的相位貝爾態，研究人員可以選擇光子穿過波導的方向。

最後利用相同的原理可以在另一模塊接受光子。光子有一定的頻率，與平時收聽電台相同，當我們選擇正確的無線電頻率，便能收到該頻率所傳輸的音樂。

這項技術實施了超過96%的保真度，通過有效地向特定方向發射光子，這將是實現量子網路架構化的重要一步，可以透過集合許多小規模的處理器組合成一個更大規模，且功能更強的量子處利器。

資料來源:Phys.org

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編譯／李寓心 美國總統拜登於12月底簽署了《量子計算網路安全防範法案》（The Quantum Computi …

編譯／李寓心

美國總統拜登於12月底簽署了《量子計算網路安全防範法案》（The Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act），以確保聯邦機構系統能夠防禦量子計算機的攻擊，提高美國量子計算的領導地位，也將後量子密碼學視為影響國家安全威脅的關鍵之一。而美國量子計算公司也紛紛對此法案表示支持，認為美國有必要提早，做好量子計算時代的安全保護。

隨著美國通過的量子安全法案，立法要求美國行政管理和預算局（OMB），在國家標準暨技術研究院（NIST）於2024年發布量子密碼學（post-quantum cryptography, PQC）標準後的一年內，優先處理量子密碼學的遷移，並提出策略方針，關於機構訊息系統的漏洞，可能對量子計算機潛在能力構成的安全風險。

對此，美國私營企業也開始啟動量子計算機的安全措施，根據量子初創公司QuSecure聯合創辦人Skip Sanzeri在一份聲明中表示，要將公私部門現有系統升級至後量子網路安全，需花費幾年的時間。而現在正值全球投入大量資金開發量子計算機的技術，製造更強大的處理器，若量子計算機上線後，就可破解現在所使用的加密系統。因此，美國須盡快採取行動，以應對即將到來的量子安全威脅。

美國Quantinuum公司的首席法律Kaniah Konkoly-Thege 也指出，量子法案的通過，表明私營部門須要為量子計算時代的安全威脅做好準備，因為這種威脅不限於政府，企業也將會被受影響。因為駭客可能會採取「先攻擊後解密（hack now, decrypt later）」戰術，現在竊取客戶數據和IP，以便在容誤量子計算機啟用時解密。所以，量子計算公司應該與政府攜手為這一巨大的新網路安全做好準備。

延伸閱讀：關注機密技術保存　美《量子計算網路安全防範法》上路

資料來源：sdxcentral

這篇文章 美國公私協力 迎接量子時代挑戰 最早出現於 科技島-掌握科技新聞、科技職場最新資訊。

編譯／高晟鈞 天文學在過去20年的一項重大發現，就是宇宙中數量最龐大的物質，可能不是由我們所熟悉的發光物質，例 …

編譯／高晟鈞

天文學在過去20年的一項重大發現，就是宇宙中數量最龐大的物質，可能不是由我們所熟悉的發光物質，例如恆星、星雲、星系等所；而是由我們目前還不知道形式、性質 的物質所組成。我們之所以知道這些物質的存在，純粹是因為它們的重力效應，而不是因為它們所發出的電磁波，天文學家稱這些物質為「暗物質」。

暗物質由於不與光作用，不容易被直接探測到。美國費米實驗室資深科學家Aaron Chou致力於通過量子科學探測暗物質，他開發了一種使用量子位元（類似於電腦數據中的0/1位元）的方法檢測強磁場下暗物質產生的單元光子。

我們曾在先前的專欄──量子網路的飛躍 光子存儲器的革新中，簡單介紹過量子與量子位元。量子位元通過激發像是單元光子的量子單位來工作，而這種處理容易被外界干擾。為了讓量子位元正常運行，它們必須位於精心控制的低溫環境中；因為即使最輕微的干擾也會導致量子計算機的程序中斷。量子計算機的高靈敏度，也使Chou意識到，也許量子計算機可以提供一種檢測暗物質的方法。

當暗物質粒子穿過強磁場時，它們會產生光子，並被Chou與他的團隊使用一種含有超導迴路量子位元的鋁光子盒子捕捉。而由於這些量子位元已免受外部干擾，因此當科學家檢測到光子干擾時，他們可以推斷這是暗物質飛過保護層的現象。

Chou與他的團隊展示了這項技術的原理，並展示了多項優點。他們的設備對光子十分敏感，並且可以對同一光子進行反覆測量，以確保這項干擾並非來自於其他因素。

Chou團隊進一步與量子計算人員進合作並改進了設備。這項新設備盒子裝有單一頻率的光子，並將他改造成一個可以改變尺寸的類無線電接收器。透過改變盒子的尺寸，他可以探測到由暗物質產生的不同波長的光子。

而由於傳統的鋁光子腔會在強磁場下失去它的超導性，研究人員合成了藍寶石製造了一個新的空腔盒。這新的藍寶石空腔盒能使團隊更接近結合物理學和量子科學方面的暗物質實驗。

資料來源:Phys.org

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百度公司在北京發布了自主研發的超導量子計算機「乾始」，集量子硬件、軟件平台、量子應用於一體，並據此形成了全球首 …

百度公司在北京發布了自主研發的超導量子計算機「乾始」，集量子硬件、軟件平台、量子應用於一體，並據此形成了全球首個全平台量子軟硬一體化解決方案「量羲」；百度方面表示，這一系列成果和集成創新，標誌著百度打通了從硬件、平台到應用的全鏈條，實現了量子芯片到量子應用的轉化，從而讓量子從實驗室走向產業化。

百度量子自2018年3月成立以來，已先後發布雲上量子脈衝系統「量脈」、雲量一體的量子機器學習平台「量槳」、雲原生量子計算平台「量易伏」、集教材、視頻、課程和編程一體化的量子學習知識庫「量易簡」等。

本次發布的乾始超導量子計算機不僅包含了硬件平台，並整合了上述多項量子應用程序，允許用戶在手機、平板電腦、台式機等多終端設備上訪問乾始超導量子計算機，真正實現了「開箱即用」的量子計算服務供給，能讓量子計算從實驗室走向產業化。

相比於傳統經典計算，量子計算有著獨特的計算優勢，在信息安全領域，使用經典計算機來破譯一個300位大數的RSA公鑰密碼系統，需要10萬年以上，而用同樣運算速率、執行Shor算法的量子計算機，則只需要1秒。

隨著集成電路技術逐漸接近原子極限，量子計算被認為是後摩爾時代最具潛力的破局者；相比經典電子計算機，量子計算可以提供指數級的算力提升，從而突破目前日益複雜的金融模型計算、生物醫藥、材料設計和人工智能等領域的算力瓶頸。（記者／白水堯）

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