不只是5G，這個技術中美都砸錢搶超車！連白宮顧問都點名，2019不能不知的科技新趨勢
2018.12.17
撰文者 陳慶徽
中美貿易戰，從進出口已經打到5G規格之爭，現在中美兩強的世界科技霸權之爭，下一波焦點是什麼？
美國白宮官員欽點的，就叫「量子電腦」。
「它將會是國安議題。」擔任白宮貿易顧問的那法若（Peter Navarro），在接受電視節目專訪時點名，認為量子運算將是與人工智慧、機器人並列的三大科技戰場。他表示，各國爭相投入不只是為了保護經濟利益，更因為這些科技，在未來將有等同於軍事實力意涵的深遠影響。
量子電腦是什麼？它與傳統電腦又有什麼不同？為何會有這麼大的影響力？
量子電腦的概念，來自1982年物理學家理察‧費曼（Richard Feynman）將量子體系用於運算的想法。簡言之，量子電腦的運算速度可以超越現在生活中，你我使用的傳統電腦，以更快的速度解決生活中的各項難題。
一般電腦（包括桌機、筆電、平板、智慧型手機）都採用二進位制的計算單位「位元（bit）」，意思是0與1的二分法，一次只會出現0或是1單一種狀態，也就是「yes/no」形式；量子電腦則採用「量子位元（qubit）」，這種計算方式有「疊加（superposition）」特性，可以同時出現0與1，產生00、01、10、11的疊加狀態，也就是「yes/no/both」形式。
《華爾街日報》報導曾比喻，傳統位元是靜止的硬幣，一次只能出現正面或反面，量子位元就像旋轉中的硬幣，正反兩面都可以同時出現；或者也可以將傳統電腦想像成單一種樂器，量子電腦就像是眾多樂器組成的交響樂團，能夠一次同時演奏不同的段落。
目前為止，全球各國在量子電腦的專利數排名，前二強就是美國與中國，今年來，美國科技巨頭更在量子電腦領域出現新發展，他們都在競逐「量子霸權」的地位。
「量子霸權」一詞，是由加州理工學院物理學家約翰‧普列斯基在2012年提出，其指的是當量子電腦發展到50量子位元（qubit）時，運算能力將會超越世界上所有電腦，具有解決傳統電腦所解決不了問題的能力。
例如，若以區塊鏈來分散加密的虛擬貨幣為例，加密層級最高的私鑰來說，現在的電腦要解開其密碼要花超過一千億年的時間，但在量子電腦的協助下，100量子位元的量子電腦只要不到三小時就能破解，這就是白宮官員口中的國安新威脅。
美國的谷歌、IBM、英特爾與中國阿里巴巴…等科技巨頭，都投入鉅資在研發量子電腦。
目前最新突破來自IBM，該公司在1998年就開發出第一個量子位元，2016年就開發出具有 5 量子位元（qubit）的量子電腦，一年多後，IBM就宣布研發出全世界第一台50量子位元（qubit）的量子電腦，並在2018年的消費電子展（CES）上正式亮相。
IBM日本研究副總裁森本典繁接受《商周》專訪時指出，透過量子運算，舉凡包括金融風險預估、化學分子模擬實驗、人工智慧中的深層學習都將會是可受惠的領域。
在描繪量子電腦的前景時，森本典繁在紙上畫了兩個重疊的圈，分別代表傳統與量子電腦的能力範圍，其中重疊的部分象徵目前已知、也是量子電腦處理速度會更快、更有效率的領域，包含AI、大數據運算等。
不過，真正讓他著迷的，是在另一端、傳統電腦做不到、但量子電腦有機會實現的「未知」區塊。
「我們可以（透過量子電腦）打開未知的世界。」森本典繁解釋，目前人只能透過傳統電腦「0101」的編碼方式去理解世界，但藉由量子電腦，我們有機會完整模擬自然界的真實運作方式。
他舉例，像是植物行光合作用自行製造養分，由於其內部化學反應與分子結構過於複雜，至今人類仍無法完全模擬整個過程。但，透過量子電腦，未來便有機會揭開背後運作機制的神奇面紗。而這樣的突破與發現，未來或許會具有應用在農業、糧食危機議題等領域的無窮潛力。
也就是說，量子電腦將為人類打開全新的一扇門，讓人們跳脫既有「0101」的思考框架，成為探索新世界的鑰匙。「光這一點，就很值得。」森本典繁說。
不只是5G，這個技術中美都砸錢搶超車！連白宮顧問都點名，2019不能不知的科技新趨勢
附圖：IBM日本研究副總裁森本典繁。 (攝影者．陳慶徽)
IBM Q Network計畫中，所展示的量子電腦。 (來源．IBM Research)
資料來源：
理察費曼 在 Re: 費曼- 看板specialman - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
※ 引述《SkyMirage (天地有正氣)》之銘言：
: 推 thanksto:我超愛他的阿 而且他第一任老婆挺漂亮的說 202.147.97.254 04/06
: 有辦法神的到照片嘛？
: 很想看看書中令費曼著迷又神傷的校花呢！
目前都找不到,也許是年代太久遠了...有照片的網友不如來分享一下連結吧
再轉錄一篇更深入描繪費曼性情的文章:
《獨一無二的費曼》寄不到的情書 (上)
童元方／譯 愛倫‧萊特曼（Alan Lightman）／作
費曼（Richard Feynman）是物理界的「空中飛人」喬丹（Michael Jordan）。
他的思想跳來跳去，似乎沒有重量，卻又完全無法解釋。
他在長島的伐洛克威念高中時，與他同在數學隊的一位隊友回憶道：
「比賽的時候，數學題目還沒有念完，他就以一種自發的悟性解了出來；
對方還不知道怎麼著手計算，就看見他大模大樣地寫下一個數字，接著畫上個圈，
然後他會大聲舒一口氣。」
費曼二十三歲在普林斯頓大學教書時，又讓一位同事大為驚訝：
一個物理學上的重要假設，八年前諾貝爾獎得主狄拉克只能大致推測的，
費曼卻在黑板上一步步證明出來了。
一九六０年他四十歲出頭，焦躁不安，又找不到一個值得研究的物理問題，
他就自修起生物學來，居然發現基因中的突變是怎麼一回事。
費曼幾乎不看科學著作。但如果他看的話，一篇文章他只看到說的是什麼問題以後，
就闔上學報，自己去找答案了。等到有同事經歷了也許是幾個月的計算之後，
帶著得出來的新結果，走進費曼的辦公室，這些同事經常會發現：
費曼不僅早就知道了那個結果，而且比那位同事所計算出來的還要周全。
可是費曼卻把那些成果扔在檔案櫃裡，視之為不值得出版的一類。
數學家凱克（Mark Kac）曾說：「世上有兩類天才，一類是普通天才，一類是魔術天才。
我和你都夠得上普通天才這一類，而且可能還要好上幾倍。」
但是第二類呢，就是「即使我們了解他所做的，但他得出該結果的整個過程，
對我們而言，還是一片漆黑……」他稱費曼為「有最高思維能力的魔術天才」。
費曼的傳奇
單說科學天才這一點，並不能完全解釋費曼的傳奇。他的傳奇還來自他特殊的風格：
固執己見又傲慢自大、欠缺教養且粗俗不文、遊戲人間卻好奇敏求，
而幾乎在他所做的每件事上都充滿創意。他有一種神祕性。
在幾百個「費曼故事」裡，有些是他自己在暢銷經年的《別鬧了，費曼先生》
（Surely You're Joking, Mr， Feynman）一書裡講出來的，
有些是物理學家與物理學家之間彼此所傳的。
比如，費曼在普林斯頓做研究生時，他會花掉長長的一個下午，
引導螞蟻爬到用線懸起來的一盒糖去，目的何在？
他是為了要知道螞蟻是怎麼互相作信息溝通的。
又如：費曼的博士論文指導教授是惠勒（John Wheeler），在兩人第一次上課時，
費曼注意到惠勒把懷錶掏出來擱在桌子上；
費曼第二次去上課時，也就把自己的廉價懷錶拿出來，
同樣放在桌子上，與惠勒的錶並列。
再如：在洛斯‧阿拉姆斯，他為「曼哈坦計畫」工作時，
年輕的費曼不斷地讓其他的科學家和高級軍官大驚失色，
因為他總是想開就開得了他們裝滿了原子機密的保險櫃。
費曼準備在瑞典國王面前接受諾貝爾獎時，他因為禮儀上不准背對著國王的規定而擔心。
人家告訴他，他可能需要倒著走上整段台階，於是他立時練習雙腳並用，倒著跳上去。
費曼無視各類權威，也討厭各種排場。
當他選上既有名望又難進入的國家科學院院士時，
他旋即退出，他說科學院的功能只是把人抬到那高高的台階上，如是而已。
費曼面對難題時，可以一針見血地直指核心，這一點實在是非比尋常。
一九八六年二月十日，因「挑戰者」太空梭一升空即爆炸的災難而舉行的公聽會中，
費曼身為調查委員會的委員，他做了一個非常簡單的實驗：
他把太空梭上的一個O形環封膠扔進一杯冰水裡，冰水的溫度正是發射當天的空氣溫度。
然後他給大家看，遭到擠壓的橡膠材料在如此低溫之下是彈不起來的。
這就是太空梭失事的根本理由。
我在此忍不住要說一個我自己經驗的費曼故事。
我在加州理工學院口試物理博士學位的時候，費曼是三位考我的教授之一。
他跟平常一樣，穿著白襯衫，不愛打領帶。口試就由他問我兩個問題開始。
對於他的第一個問題，我答得沒有什麼困難；
對他的第二個問題，則是掙扎著勉強作答的。
他的兩個問題正好不偏不倚地劃出了我知識的界限，
好像兩枚砲彈射向小船，一枚落得近，一枚落得遠，都沒有擊中。
而接下來三小時的口試中，他連一個問題都不再提出了。
《渾沌》作者筆下的素描
《渾沌》（Chaos）一書許多人都看過，它的作者葛雷易克（James Gleick），
也是為費曼寫傳的作者，他既視費曼為科學家，又視其為平常人，洋洋灑灑，
交錯寫來，實為難能可貴之作。
葛雷易克從來沒有見過費曼。但是他訪問過一百多個人，
包括費曼的家人以及世界上頂尖的物理學家；
他讀了費曼和其他人所寫的未曾發表過的信件和筆記；
他與費曼的很多女朋友談過話，雖然這些女朋友在書裡均未公開；
他又檢閱了在資訊自由法案保障之下，
從聯邦調查局和中央情報局拿來的有關費曼的文件，
還有幾百頁沒有出版的、科學史家溫諾（Charles Weiner）所寫的訪問稿。
綜合的結果是繪出一幅出色的肖像，以工筆細細描畫出本世紀一位才智雙全的大人物。
葛雷易克不僅摹寫費曼本人，而且旁及他周圍的物理學家。
他的筆帶領著我們進入一珍奇之地：可以洞察科學界，以及科學的價值與心態。
一九一八年五月十一日，李察‧費曼生於紐約。
他父親梅維爾（Melville），是白俄明斯克來的猶太移民。
他對科學的欣賞，是既生動而又實際的。有一次，他向兒子解釋：
一隻高二十五呎，頭寬六呎的恐龍，如果站在前面院子的話，
他的頭幾乎可以伸進二樓的窗戶裡。
在各種冒風險的活動中，梅維爾賣過警察制服，也賣過汽車打光劑，但卻沒有值得
一提的事業。葛雷易克告訴我們：費曼的母親露西兒（Lucille），生來具有幽默的稟
賦，而且極喜歡講故事。
在伐洛克威，費曼還是孩子的時候，就在住家附近搜集多餘的零件，修理無線電。
費曼，和許多理論物理學家一樣，都曾在兒時搭蓋過一些什麼、建造過一些什麼。
費曼終其一生保留了這種對物理現象的直接的、可以觸摸的感覺。
即使是他的數學計算，也顯出某種從容不迫的陽剛之氣。
費曼裝置了一個馬達去推他妹妹的搖籃，如此他便可以騰出手來閱讀《大英百科全書》。
費曼很怕運動，怕比他壯的男孩，怕女孩子，怕人家會以為他是一個有知識的娘娘腔。
正如許多崢嶸初顯、社交應酬上卻脆弱不堪的科學家一樣，
他集中精神，全心貫注於數學和科學的研究。
可是與那些科學家不同的是：他對那兩門學科實際的那一面特別有興趣。
他把他自己的丈夫氣，表現在於用手做事的能力上。
與之對應的自然是費曼避免所有看起來屬於「細緻」的追求，
比如詩歌、素描、文學、音樂。
事實上，費曼不怎麼看得起人文學科，視之為抓不住、摸不著、次於科學的一種東西。
對於人文學家，則更是看不起了。
他剛過三十歲時，曾寫道：「因為校園裡增加了許多人文科學的項目而使理論拓展了、
開闊了，卻又因研究這些科目的人太笨而加加減減地互相抵銷了。」
不過，費曼很欣賞人類心理學在科學上的作用。在他所寫的《物理之美》
（The Character of Physical Law）那本精采的小書中，費曼認為就同一個物理定律，
去尋求不同的導向方程式的過程，是很有價值的，
即使這些推算的過程在數學上完全相等；
因為不同的過程帶給我們不同的心靈圖畫，如此有助於科學的發現。
「這些推算的過程在心理學上並不相同，因為你在努力揣摩新的定律時，
各種推演的過程並不是彼此對應的。」
愛因斯坦的首肯
一九三五年秋天，費曼進入麻理省工學院。他發現在那裡，
實際上每一個人都是既不會交際，又不會運動，但對科學卻心醉而神迷。
他輕易跳過一年級的微積分，升上二年級前自修了量子力學。
他參加了兄弟會，是兩個肯收猶太人的兄弟會之一。
他認識了另一位早熟的物理學生韋爾頓（T，A， Welton），
兩人為自己高興，一起重新推算一遍量子物理的基本數據，
這些都寫在一本筆記簿上，彼此傳來傳去。
費曼只略讀了讀笛卡兒，就認定哲學是軟性的，
而哲學家可以說是無能的邏輯學家。費曼在麻省理工學院念大三時，
與早些年在伐洛克威認識的女孩艾爾琳‧格林堡（Arline Greenbaum）訂了婚，
而艾爾琳從此就成了，除物理以外，費曼一生的最愛。
如果說麻省理工學院的調子是工人階級，精神屬無拘無束的；
那麼普林斯頓大學就是貴族階級，態度是彬彬有禮的。
一九三九年秋，費曼到達普大當研究生的那個下午，
艾森哈特院長（Dean Eisenhart）邀他喝茶。
他穿著向來不太愛穿的西裝站在那裡，頗不自在。院長夫人--普林斯頓的母老虎--
對他說：「先生！你的茶裡要加奶？還是檸檬？」費曼囁嚅著說
道，「兩樣都加。」「你在開玩笑罷，費曼先生，」艾森哈特太太說。
這樣就給五十年以後出版的費曼回憶錄提供了書名。
費曼討厭別人藉繁文縟節讓他生野人卑微渺小的難堪；
他變得幾乎是挑釁般的粗魯不文，來迎接對方的挑戰。
費曼跟他普大的論文指導教授惠勒所研究的題目是：時間的性質。
愛因斯坦已經在二十世紀初指出時間不是絕對的，時鐘的滴答率視乎觀察者的運動而定。
可是誰決定了時間的方向呢？為什麼未來與過去如是不同呢？
大家都知道：在微觀的層面上，物理定律對時間的方向是無動於衷的：
不論時間是向前流去，還是向後流走，這些定律均給予相同的結果。
費曼和惠勒假定：以電子釋放輻射的方式看來，時間既向前流，也向後流。
如此解決了有關電的一個難題。
這乍看起來是個瘋狂的觀念，但正是那種深刻而重要的瘋狂主意，
使物理學家席不暇暖、廢寢忘餐地逗留在黑板旁邊。
等到一九四一年初，費曼在系裡的討論會上發表他的計算結果，
他的聽眾包括大數學家紐曼（John von Neumann）；
不久之後得到諾貝爾獎的大物理學家鮑利（Wolfgang Pauli），
當時正從蘇黎世來普大訪問；還有六十二歲的愛因斯坦，他幾乎不來演講會的。
聽完了費曼的報告，
愛因斯坦以他柔和的聲音評論說：那個理論似乎是可以成立的。（上）
2001/07/01
聯合報
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.58.16
※ 編輯: dontmind 來自: 140.112.58.16 (04/13 02:35)
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