量子糾纏與量子電腦之展望

量子糾纏並不是科學假說，而是已被實驗驗證的現象，是量子力學中一個核心且真實的現象。量子糾纏描述的是，當兩個或多個粒子相互作用後，即使相隔很遠，它們之間的狀態依然緊密關聯，彼此影響。這種現象已被多次實驗觀察到，特別是在光子和電子的糾纏實驗中，因此在物理學中，量子糾纏已被視為一種真實存在的物理現象。 為什麼量子糾纏還不能成為「定理」？ 科學定理通常是一種數學或邏輯上的絕對推論，是在數學領域中的一個絕對真理；而量子糾纏作為一種現象，更多的是被理解為一種「定律」或「原理」。儘管如此，量子糾纏的存在性和應用性已被物理學界普遍接受和利用。 量子糾纏如何在量子電腦中應用？ 量子電腦利用量子糾纏來增強計算能力，主要是因為糾纏的量子位元能共享資訊，彼此的狀態相互影響，從而在特定運算上展示出比傳統電腦更強的性能。比如，透過量子位元的疊加和糾纏，可以進行快速的資料處理和並行計算，讓量子電腦能解決某些傳統電腦無法高效解決的問題。 總結來說，量子糾纏已是一種被驗證的物理現象，在科學中受到廣泛認可，並且在量子電腦的發展中找到了應用。這讓量子計算逐步從理論走向實踐，即使其中仍有許多技術難題尚待解決，但它的潛力已非常明確。

​​量子電腦的發展面臨多項技術挑戰，主要包括：​​ 1. 量子位元的穩定性（相干性）：​​量子位元容易受到環境干擾，導致相干性時間短，影響計算準確性。​​ 2. 量子糾錯技術：​​由於量子位元的脆弱性，開發有效的糾錯方法以維持計算精度是關鍵。​​ 3. 量子位元的可擴展性：​​實現大量高品質的量子位元，並確保其間的有效連接與控制，對於構建實用的量子電腦至關重要。​​ 4. 低溫操作需求：​​許多量子電腦需要在極低溫環境下運行，這對硬體設計和能源效率提出了嚴峻挑戰。​​ ​​在眾多致力於量子計算的公司中，IBM 展現出領先的潛力。​​​​他們自 2016 年起推出 IBM Q Experience，提供雲端量子計算服務，並持續研發更高量子位元的處理器。​​​​此外，IBM 與多家企業合作，推動量子技術的應用，顯示其在該領域的深厚實力和長期承諾。​​​​然而，量子計算技術仍在快速發展，其他科技巨頭如 Google、Microsoft 和 Intel 也積極投入研發，市場競爭激烈。​​​​因此，雖然 IBM 目前處於領先地位，但未來的市場壟斷地位仍存在變數。​​​​

IBM：

​​2023 年 12 月，IBM 發表了名為「蒼鷺」（Heron）的量子處理器，該處理器採用模組化設計，旨在提升量子計算的可擴展性和穩定性。​​ ​​

Google（Alphabet）：

​​2019 年，Google 推出了擁有 53 個量子位元的量子電腦「Sycamore」，並宣稱達成「量子霸權」，即在特定計算任務上超越傳統超級電腦。​​ ​​

Microsoft：

​​2024 年 4 月，Microsoft 與量子運算新創公司 Quantinuum 合作，成功在具備 56 個量子位元的 H2 量子電腦上建立並糾纏了 12 個邏輯量子位元，這是量子糾錯技術的一項重大突破。​​ ​​