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陳致瑋

資金投入到量子電腦的運算投資是越來越多了,這絕對是一個趨勢,但會不會取代傳統運算呢?


納帝思商學院產業趨勢分析總顧問陳致瑋認為還不會,因為運算模式各有優勢。


量子電腦的核心優勢來自「量子疊加」和「量子糾纏」這兩個特性。傳統電腦使用的是「位元」,每個位元只能是0或1,而量子電腦使用的是「量子位元」(qubit),每個qubit可以同時處於0和1的狀態,這讓量子電腦能一次處理大量的數據。


這種特性讓量子電腦在處理複雜問題時,比如密碼學破解、化學分子模擬或大型優化問題等,可以比傳統電腦快很多。


舉例來說,對於一個需要嘗試所有可能組合的問題,傳統電腦需要一個一個去嘗試,而量子電腦可以「同時」處理多個組合,理論上能大幅加速運算。


以下是量子電腦在運算上表現出色的三個範例:


1. 密碼學破解(如RSA加密)


傳統加密技術(如RSA)依賴於大數因式分解的困難性來確保安全性。對於傳統電腦來說,分解一個非常大的數字(幾百位以上)需要花費數千年。但量子電腦使用「Shor算法」可以快速完成因式分解,這讓目前的許多加密方法面臨挑戰。

應用:量子電腦可能顛覆網路安全和資料保護技術。


2. 化學分子模擬


傳統電腦難以準確模擬複雜分子的量子行為,因為分子內的粒子交互數據量極大。量子電腦能自然地模擬分子的量子態,並計算能量狀態與化學反應過程。

應用:藥物研發、新材料設計、能源催化劑的研究大幅加速。


3. 最佳化問題(如物流與供應鏈管理)


許多實際問題,例如如何規劃最有效率的物流路線或分配資源,屬於「組合最佳化」問題。隨著變數的增加,傳統電腦需要花費指數級的時間去測試每種可能性,而量子電腦能利用「量子疊加」一次計算多種路徑,大幅縮短求解時間。


很合適智慧城市交通管理、供應鏈優化、金融投資組合設計。


簡單說,量子電腦在處理密碼破解、分子模擬和最佳化問題等需要高複雜度計算的領域,展現了無與倫比的速度與潛力。但其應用仍需結合傳統電腦才能完全發揮效果。


傳統電腦也是有優勢的


傳統電腦勝在穩定性和通用性。它擅長處理日常運算、文字處理、影像處理等問題,並且對「有確定答案的問題」表現更出色。


它的邏輯運算精確,不會像量子電腦那樣受量子態的不穩定影響。這就是為什麼目前大多數應用,例如手機、伺服器和雲端運算,仍然依賴傳統電腦。


量子電腦不能算什麼?


量子電腦雖然強大,但不是萬能的。對於需要精確、線性處理的問題(例如文字編輯、影像剪輯等),量子電腦並沒有優勢。另外,它目前還不適合實時處理小型應用,也無法完全取代傳統電腦執行的任務。而且,量子電腦運算結果可能需要傳統電腦來解釋和分析。


換言之:


量子電腦:擅長解決超大型、極為複雜的問題。


傳統電腦:穩定、準確、日常工作全靠它。

兩者是互補而非取代的關係,各自適合不同的運算需求。



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