黃仁勳出乎意料的揭露
在一次專注於量子技術的活動中，黃仁勳表達了他的驚訝，透露他並不知道這些公司已公開上市。正如他所說，他最初的反應是不敢相信。「我不知道他們上市了」，他坦承，並提出疑問：「量子運算公司怎麼能上市？」這種坦率的承認，凸顯了量子運算產業的新生和投機性質，這個領域在很大程度上仍處於研發階段。
黃仁勳評論的背景
了解黃仁勳發表這些言論的背景非常重要。他先前曾表示，「非常有用的」量子電腦可能還需要數十年才能實現。這種長遠的觀點，雖然考慮到技術障礙可能是現實的，但與公開上市的量子運算公司投資者的短期預期相衝突。他對這些公司上市地位的驚訝，以及他對實用量子運算應用程式的延長時間表，共同造成了一場完美的不確定性風暴，導致該領域的股票遭到拋售。
量子運算領域：充滿希望與不確定性的領域
量子運算是一種計算能力的革命性範式轉變，具有改變從醫學、材料科學到金融和人工智能等各個產業的潛力。與傳統電腦以代表 0 或 1 的位元儲存資訊不同，量子電腦利用量子位元 (qubits)。量子位元利用疊加和糾纏的原理，允許它們同時表示 0、1 或兩者的組合。這種能力使量子電腦能夠解決即使是最強大的傳統超級電腦也難以處理的複雜問題。
然而，這個領域仍處於起步階段。建構和擴展穩定的量子電腦是一項巨大的技術挑戰。維持量子位元的微妙量子態（極易受到環境雜訊的影響）需要極低的溫度和複雜的錯誤校正機制。
主要參與者和方法
多家公司正在爭奪這個新興領域的領導地位，每家公司都採用不同的技術方法來建構量子電腦。一些主要的參與者及其各自的技術包括：
- 超導量子位元 (Superconducting Qubits)： IBM 和 Google 等公司處於這種方法的最前沿，該方法涉及使用超導電路來創建和控制量子位元。這些電路在接近絕對零度的溫度下運作，需要龐大而昂貴的低溫系統。
- 離子阱 (Trapped Ions)： IonQ 是一家公開上市的公司，在黃仁勳發表評論後，其股價大幅下跌，它是離子阱技術的主要支持者。這種方法使用由電磁場捕獲和控制的單個離子（帶電原子）作為量子位元。離子阱系統提供高保真度和長相干時間，但擴展它們提出了重大的工程挑戰。
- 光子量子位元 (Photonic Qubits)： PsiQuantum 是一家採用光子方法的公司，使用光子（光粒子）作為量子位元。這項技術在可擴展性和連接性方面具有潛在優勢，但建構穩定可靠的光子量子電腦仍然是一項艱鉅的任務。
- 中性原子 (Neutral Atoms)： 另一種方法涉及使用困在光學晶格中的中性原子作為量子位元。像 ColdQuanta 這樣的公司正在探索這項技術，它在可擴展性和相干時間方面具有潛在優勢。
- 拓撲量子位元 (Topological Qubits)： Microsoft 正在大力投資拓撲量子位元，這是一種更奇特的方法，旨在創建本質上更能抵抗雜訊和錯誤的量子位元。這項技術仍處於非常早期的發展階段。
投資格局：平衡長期潛力與短期波動
量子運算產業吸引了來自全球風險投資家和政府的大量投資。投資者被這項技術的變革潛力所吸引，設想未來量子電腦將在各個領域取得突破。
然而，該產業也具有高風險和不確定性的特徵。技術障礙是巨大的，實現容錯、商業上可行的量子電腦的時間表仍不清楚。這種固有的波動性使得投資公開上市的量子運算公司成為一種特別投機的行為。
黃仁勳的評論無意中突顯了這種波動性。他對公開上市的量子運算公司存在的驚訝，強調了量子運算的長期願景與股票市場的短期預期之間的脫節。
深入探討挑戰
通往實用、容錯量子電腦的道路充滿了無數挑戰。讓我們更詳細地探討一些關鍵障礙：
量子位元穩定性和相干性
最重大的挑戰之一是維持量子位元的穩定性和相干性。量子位元非常脆弱，容易受到環境雜訊的影響，例如雜散電磁場和溫度波動。這種雜訊會導致量子位元失去其量子特性，從而導致計算錯誤。量子位元可以維持其量子態的持續時間稱為其相干時間。延長相干時間對於執行複雜的量子計算至關重要。
錯誤校正
由於量子位元非常容易出錯，因此量子錯誤校正對於建構可靠的量子電腦至關重要。與傳統電腦不同，傳統電腦可以通過簡單地製作多個位元副本來糾正錯誤，而量子資訊由於不可克隆定理 (no-cloning theorem) 而無法複製。量子力學的這一基本原理需要複雜的錯誤校正技術，這些技術可以在不直接測量量子位元狀態的情況下檢測和糾正錯誤。開發高效且可擴展的量子錯誤校正碼是一個主要的研究重點。
可擴展性
建構具有少量量子位元的量子電腦已經足夠具有挑戰性。將這些系統擴展到數百、數千甚至數百萬個量子位元（這是解決實際問題所必需的），這帶來了更大的挑戰。每個額外的量子位元都會使系統的複雜性呈指數級增長，使其更難以控制和維持相干性。
控制和測量
精確控制和測量量子位元的狀態對於執行量子計算至關重要。這需要複雜的硬體和軟體，包括高精度雷射、微波產生器和靈敏的檢測器。隨著量子位元數量的增加，控制和測量系統的複雜性急劇增加。
軟體和演算法
開發能夠有效利用量子電腦能力的軟體和演算法是另一個重大挑戰。量子演算法與經典演算法有根本的不同，設計它們需要對量子力學和電腦科學有深入的了解。量子演算法開發領域仍處於早期階段，需要大量研究來探索量子計算的全部潛力。
低溫學
許多量子計算技術，例如超導量子位元，需要極低的溫度才能運作。維持這些溫度（通常接近絕對零度（-273.15 攝氏度或 -459.67 華氏度））需要複雜且昂貴的低溫系統。這些系統的尺寸和成本可能是擴展量子電腦的重大障礙。
量子計算的未來：一條漫長而曲折的道路
儘管存在挑戰，但量子計算的潛在回報是如此巨大，以至於研發工作繼續加速。各國政府和私營公司正在向該領域投入數十億美元，並且在多個方面都取得了進展。
雖然黃仁勳預測「非常有用的」量子電腦還需要數十年，這對某些人來說似乎很悲觀，但它反映了對仍然存在的重大障礙的現實評估。實現容錯、商業上可行的量子計算的旅程可能是一條漫長而曲折的旅程，沿途會有許多曲折。
然而，這項技術的潛在影響是如此具有變革性，值得追求。量子電腦有潛力徹底改變醫學、材料科學、人工智能和許多其他領域。它們可能會導致新藥物和材料的發現、更強大的人工智慧演算法的開發以及現代加密代碼的破解。
量子運算產業是科學發現、工程獨創性和投機性投資的迷人結合。這是一個不斷突破可能性的領域，也是一個具有巨大突破性進展潛力的領域。雖然前方的道路漫長而充滿挑戰，但目的地——一個量子電腦解開宇宙秘密並解決人類一些最緊迫問題的世界——是一個值得為之奮鬥的願景。