1顆光子 清大造全球最小量子電腦
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【記者王駿杰╱台北報導】國立清華大學研究團隊克服量子電腦需在極低溫下運作，及害怕震動與電磁場干擾的困境，宣布研發出運算上僅需使用一顆光子的量子電腦，且是全世界最小的量子電腦，未來有很大的潛力，讓台灣延續在半導體技術優勢。 清大校長高為元說，他去年才參觀過美國最先進的量子電腦實驗室，印象最深刻就是龐大的冷卻系統，將溫度控制在攝氏零下273度，設備也占去一個大房間；清大最新發表的光量子電腦卻可在室溫下操作，且設備只有一個盒子大，非常不容易。 清華大學物理系、前瞻量子科技研究中心教授褚志崧說，對一台電腦而言，最基本的單位或單元是電晶體，傳統電腦會有上億個電晶體，團隊研發的量子電腦卻只使用一個電晶體，才會稱這是全世界最小的量子電腦。 褚志崧說，若將大量資料壓縮到一個量子的電晶體，這樣的系統叫做光子（Photon），是傳遞電磁作用的基本粒子，國外發展的光量子電腦最多可達到數百顆光子，但光子為機率性出現，很難控制讓多顆光子同時出現，因此他改變思路，「何不專注在把所有資訊都壓縮在一顆光子上？」 為了讓一顆光子攜帶更多的資訊，清大研究團隊成功研發出可在一個光子的32維空間裡儲存資訊的技術，這宛如「多重宇宙」。因為一維是一條線；二維以長、寬成一平面；三維則是長、寬、高的立體。他打造的這顆光子，則有32維空間來儲存資訊，也就是32次元，打破了世界紀錄。 褚志崧比喻，有32維儲存空間的光子，就像是把一台只能載一個人的腳踏車，改造成一台連結32節列車的火車，就能載運更多的乘客。光子可在室溫下保持穩定的量子態，不需要極低溫環境，耗能少，成本也較低。此外，光子可以長距離傳輸，不易受干擾，對將量子電腦投入商業化應用具有獨特的優勢。
清華大學教授褚志崧（右）領導的研究團隊，研發出全世界最小的量子電腦，僅使用一顆光子。圖／清大提供 |
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