量子電腦憑藉強大的運算能力，吸引世界產業巨頭和政府都爭相投入，在資訊時代，運算能力就是國力象徵，因此各國無不傾力研發，而近期的最新成果也顯示，量子電腦正在距離商業化越來越近。
但就算量子電腦就算正在逐漸成真，但依然面臨許多技術挑戰，如能成真，將對人類的社會和現況產生深遠的影響。
量子電腦必須跨越的技術門檻
Gartner 今年八月發出的報告指出，量子電腦目前正處於發展期和蓬勃期的區間，還需要 5~10 年才能成熟，而產業巨頭 IBM、Google、微軟等則正在努力讓量子電腦在五年內完成商業化應用。
據《科技政策觀點》作者林明宜（國家實驗研究院副研究員）撰文指出，要跨越那條「商業化」的門檻，量子電腦目前還有幾個主要的難題。
1.量子組態的維持
量子態非常容易受到外來影響，例如振動、電磁場、熱擾動，因此如何讓量子態可以更長期、穩定的維持將是重要的方向。
目前微軟發現「準粒子」的作法，可以強化量子糾結，令其可以維持更穩定的組態，不受外界影響的完成運算，如此量子電腦的運算能力就不需浪費在大量更正錯誤上。
2.量子位元的擴充
量子電腦的特色便是可以同時運算 0 和 1 ，其運算單位便是量子位元，據《科學人》雜誌報導，原則上，300 個量子位元的電腦可執行的運算次數，比可觀測宇宙內所有原子的數量還多。
因此，如何擴充量子為元的數量，將是量子電腦運算力的關鍵，目前 Princeton 大學的研究有突破性進展，能夠準確控制兩個電子之間的量子行為，能夠在矽材料上面完成量子糾纏現象，藉由此技術，結合目前半導體的先進科技，有望強化量子位元的擴充。
3.量子軟體的研發
量子軟體的運算複雜度源自於量子電腦本身的複雜度，運算時將帶有一定的雜訊，因此在軟體設計時必須考量物理原理和位元限制，並事先建立雜訊模型避免錯誤。
量子電腦軟體設計人員須具備深厚的物理、數學和軟體工程知識，跨領域的人才將是量子軟體研發的關鍵。
量子電腦的現況和未來影響
超過 50 位元的量子電腦將是未來發展關鍵，因為這代表著量子電腦的運算能力將超越現存的所有超級電腦，IBM 目前將 20 位元的量子電腦商業化成功，提供 20 位元的量子雲端運算服務，目前最接近 50 位元里程碑的也是 IBM，目前已經建立出 50 位元的量子電腦原型機，而 Google 也緊追在後，幾所美國的知名大學例如麻省理工、哈佛大學的量子運算中心也都用不同的方式達到 50 位元的原型機，日本和中國，也都相繼投入國家預算進行量子運算技術的研發，現在的量子電腦確實已經即將從實驗室步入實際應用。
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而量子電腦的強項「亂數運算」，也將讓近期的人工智慧發展再往上一個層級，將是少數量子電腦在早期就能找到發展利基點的一個關鍵產業。另一個量子電腦在初期就能有的關鍵利基則是在化學，過往在製藥上面科學家要建立電子和分子的運算模型，必須運算每個電子的運算軌跡，而這代表需要超越整個世界原子量的儲存空間，因此過往建立模型，科學家都必須忽視電子的某些特性。而量子電腦的運算力將可以讓這件事變得可能。
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參考資料
量子電腦－曙光乍現
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（本文開放合作夥伴轉載，首圖來源：pixabay CC Licensed）
