量子電腦 - CASE 報科學

鑽石不只為愛而閃耀，也照亮量子革命之路

2023 年 07 月 04 日2023 年 07 月 04 日 CASE PRESS NV缺陷, 奈米鑽石, 量子糾纏, 量子電腦, 鑽石, 電腦運算

鑽石可不只在人類社會中被賦予了多種涵義，奈米鑽石亦在科學領域中點燃了量子革命的火花。量子電腦利用量子位元的疊加態，能同時探索所有可能的路徑，大幅提高運算的速度，而量子傳輸則提供了絕對安全的通訊系統。然而，量子系統易受到干擾，需保持在低溫環境下運作，因此運行成本非常高昂。此時，奈米鑽石所具有的特性成為了突破困境的曙光。奈米鑽石因為保有鑽石的高穩定性，因此若以其作為量子系統的替代材料，便可以讓系統能夠在室溫下操作，再加上NV缺陷中未成對的電子可以呈現自旋和糾纏的量子特性，使得奈米鑽石成為量子科技發展的關鍵材料。

人工智慧&電腦、資料科學

複合式量子機器學習

2020 年 03 月 19 日2022 年 01 月 03 日 intern 支持向量機, 複合式量子計算, 量子電腦

量子計算和機器學習是當今最具有潛力的運算科技。這兩項科技將能從新定義什麼問題是能解的、什麼問題是不能解的。機器學習是當代人工智慧的核心，已經在賽局、醫療、科學、自動機器等領域有許多突破。量子計算發展速度雖然稍慢，但它能僅僅使用幾個運算指令就解決古典電腦需要花費指數時間的問題。如果將兩者結合，究竟會產生怎麼樣的科技呢？本文介紹一項結合古典機器學習和量子計算的最新研究。

物理

量子電腦新發展——20位元的量子糾纏態

2020 年 02 月 16 日2020 年 02 月 05 日 CASE PRESS 光學控制, 疊加態, 量子位元, 量子糾纏, 量子電腦

量子計算領域，因為量子電腦在特定運算中展現的強大運算能力，使其在近年來成為熱門話題。2019年8月，德國「於利希研究中心」（Forschungszentrum Jülich）的跨國研究團隊發表了一篇論文，展示他們利用卓越的光學控制技術，成功製造出20個量子位元的糾纏態，為製造更強大的量子計算器提供深遠的貢獻。

人工智慧&電腦、資料科學

密碼學的反擊

2020 年 02 月 13 日2022 年 01 月 03 日 intern McEliece密碼系統, 網格, 量子電腦

雖然距離商業或日常使用仍有一段距離，但量子電腦的出現威脅了現今被廣泛使用的RSA加密演算法，因此密碼學家找到了數種可能成為下一代加密方式的選擇，例如網格加密與McEliece密碼系統。

人工智慧&電腦、資料科學

後晶片時代

2019 年 05 月 22 日2022 年 01 月 04 日 intern 憶阻器, 活體晶片, 石墨烯, 量子電腦

數十年來我們享有越來越快的電腦運算速度，但現在晶片技術看似已發展到了盡頭，還有哪些技術可以取而代之？

人工智慧&電腦、資料科學

積體電路・跨領域：提升到類量子運算的高階人工智慧

2019 年 01 月 28 日2022 年 01 月 04 日 intern GPU, 跨領域研究, 量子電腦, 電晶體

講者／許炳堅（長庚大學電子工程系教授）｜

物理

淺度量子電路 – 現階段真正的量子優勢

2018 年 11 月 21 日2018 年 11 月 21 日 CASE PRESS IBM, 淺度量子電路, 量子優勢, 量子電腦

■量子優勢(Quantum Supremacy) 是一個假說，指的是量子電腦擁有任何古典電腦都無法匹敵的計算能力。各大研究機構、政府和公司都正積極發展量子電腦，其原因非常明顯：誰能掌握最強的計算能力，誰就能掌握包含人工智慧、情報和安全通訊等科技的主宰權。但是在現階段，量子電腦還處於嬰兒時期，而且量子優勢是否真實存在還是一個未知數。本文介紹現階段量子電腦的合理應用，以及IBM 科學家證明量子電腦在某個常見的問題具有絕對優勢。

人工智慧&電腦、資料科學

當人工智慧結合量子電腦

2018 年 08 月 22 日2022 年 01 月 05 日 intern 二元制, 量子位元, 量子電腦

量子電腦此一嶄新運算科技正如烈火烹油般遍地開花。諸如Intel、IBM、Google、Microsoft等科技巨頭，相繼投入量子運算法與相容硬體設備的開發，如微軟於2017年發表程式語言「Q#」，協助量子電腦的軟體開發；同年IBM更宣布研發出全球首台 50 量子位元的量子電腦。即便量子電腦是否能完全取代現有最先進的傳統電腦仍備受爭議，但可以期待的是：在不遠的將來，小規模的量子電腦或能輔佐人工智慧，讓機器學習發揮更大的潛能。

尖端科技&材料數學編輯精選

RSA加密法遇上量子電腦

2017 年 08 月 15 日2018 年 07 月 29 日 CASE PRESS Enigma, 加密, 密碼, 訊號, 量子電腦

■通訊和情報一直是商業和國防最重要的一環，而加密是其中的核心。二十世紀末以來， RSA加密法憑藉著古典電腦難以企及的複雜度變得日趨流行，安全性高。但對於特定的計算工作，量子電腦的計算力遠遠超越古典電腦，這是否會對你我日常都在使用的RSA加密造成威脅呢？回答問題前，先讓我們看看RSA和量子電腦背後分別有些什麼。