量子電腦近年來由于各大廠商投入布局,相關(guān)專利公布數(shù)成長驚人。由于量子電腦的高速運(yùn)算優(yōu)勢,能讓大量數(shù)據(jù)在極短時間運(yùn)算完成,未來可加快機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)等各領(lǐng)域的研發(fā)速度。然而,在未來也可能為資訊安全維護(hù)帶來挑戰(zhàn),比特幣等虛擬貨幣以及其它數(shù)位金融安全的維護(hù)也須要重新考量。
工研院產(chǎn)經(jīng)中心經(jīng)理林澤民分享,在2018年Intel制作出49量子位元的超導(dǎo)體量子測試芯片,IBM亦制作出了50量子位元的處理芯片,使得2018年成為量子電腦發(fā)展的里程碑。
量子技術(shù)在2014年專利數(shù)開始大幅成長,至2016年,每年年成長高達(dá)12~39%幅度,顯示量子技術(shù)正被突破瓶頸。技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者是1999年成立的新創(chuàng)公司D-Wave Systems,現(xiàn)正與美國NASA、Google合作,以量子電腦進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)之運(yùn)算研究。電腦硬件大廠Intel和IBM均已制作出量子電腦芯片;電腦軟件大廠Microsoft則推出量子電腦專用程式語言「Q#」,藉由軟硬件協(xié)同合作,期望在5年內(nèi)讓量子電腦進(jìn)入商業(yè)市場。
林澤民進(jìn)一步指出,50量子位元處理器已能做到目前全球的最快運(yùn)算速度,但該產(chǎn)業(yè)鏈的建構(gòu)與新材料、制程的穩(wěn)定度都還需要進(jìn)一步克服,才能真正實現(xiàn)量子電腦世代。然而,若能有一機(jī)構(gòu)能突破目前所有技術(shù)局限,實現(xiàn)100量子位元,數(shù)位密碼架構(gòu)將遭遇極大打擊。
林澤民以比特幣為例,比特幣的公鑰與私鑰理論上可以用因數(shù)分解破解,以目前的傳統(tǒng)運(yùn)算速度而言,必須耗費(fèi)約1,092億年才能得解;然而,100量子位元的量子電腦可以在三小時以內(nèi)將密碼解鎖。盡管量子電腦的技術(shù)局限短時間內(nèi)難以突破,然而美國以及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會已經(jīng)開始發(fā)展針對量子電腦運(yùn)算模式的新密碼架構(gòu)。
量子電腦除了須采用新的硬件與軟件,在產(chǎn)品上,則需運(yùn)用超導(dǎo)體與貴金屬鈮等新材料,并且須在零下273度(絕對零度)下的極端環(huán)境中運(yùn)行。另一方面,面對即將來臨的量子電腦世代,將會是一個嶄新的產(chǎn)業(yè)鏈。在對于新材料特性的了解與取得,以及新制程的生產(chǎn)精度與穩(wěn)定度的要求,都是量子電腦產(chǎn)業(yè)要面臨的新挑戰(zhàn),也是臺灣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中需要解決的難題。