什麼是 Quantum Computing

簡而言之，量子運算是使用量子力學（也稱為量子物理學），或是說明原子和次原子級的事物，以大幅提高電腦處理能力和速度。 

為什麼 Quantum Computing 很重要？

一般電腦要花上數百萬年才能完成，只需幾秒鐘的時間即可完成。因此，量子運算的核心優勢是運算流程的加速。換句話說，它讓一般運算變得更強大。運算速度更快的應用程式範圍廣泛，從更優異的網路安全到大幅增強的客戶體驗，再到任何需要大量運算能力才能快速產生特定結果或答案的事物。  

Quantum 運算對於機器學習和人工智慧的潛力也具有不可思議的重要性。由於量子電腦能以極快的速度運行無限的情境，因此他們有潛力學習如何為任何指派的中心任務或任務，成為可能的最佳版本。 

Quantum 電腦如何運作？

當傳統電腦使用 1 或 0 的電晶體來處理資訊時，量子電腦會使用 qubits，這可以是 1 或 0。連結更多電晶體只會線性增加電力，但連結四位元則會以指數方式增加量子運算能力。這就是一夸脫的力量，夸脫是夸脫資訊的基本單位，對夸脫電腦的運作方式至關重要。 

也就是說，思考量子運算的價值，以及它如何運作的最佳方法，就是想一枚硬幣。每枚硬幣都有兩面，或是價值：頭或尾。然而，當擲硬幣時，它會花一些時間在空氣中在兩個值（頭尾）之間旋轉。一般電腦只能讀取磁頭或尾巴，因此無法透過硬幣在空中旋轉時所提供的資訊進行任何操作。然而，量子電腦實際上可以把這種旋轉狀態當成一個值，其中硬幣同時是頭尾兩邊。 

這具有強大的影響。舉例來說，想像一個僅使用一個和零的四位數 PIN。要確定此 PIN，一般電腦只能讀取一個零，必須逐一查看四個數字插槽（即 1 或 0）的所有可能性，以開始消除可能性，最終得出正確的數字。但由於一台量子電腦在同一個空間中可以重疊一和零，因此可以同時處理所有的可能性。 

Quantum Computing 的限制與挑戰

自從物理學家 Richard Feynman 首次提出量子運算概念後，電腦科學家在找出量子運算對哪些問題有益方面取得了巨大進展。然而，在了解並開發量子運算，以實際應用於上述網路安全和機器學習使用案例之前，還有很長的路要走。  

此外，即使只是想玩西洋棋、安排航空公司航班、以及驗證理論等簡單的事情，在目前狀態的量子電腦，至少會與傳統電腦受到許多相同的演算法限制。 

除了實際建立量子電腦的實際困難之外，這些限制還具有一些實際的困難，例如不連貫性（量子電腦與其環境之間不想要的互動，這會導致錯誤）。 

儘管如此，量子運算無疑是電腦科學的未來領域，許多世界頂尖電腦科學家都在努力開發這項能力，讓我們的世界能從電腦處理能力的大幅躍進中獲益。這不再是“為什麼”或“什麼”，而是“何時”的問題。