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2025-10-01打破 0 與 1 的運算想像:讀《量子電腦和量子網路》
670 期
Author 作者
王沁芃|臺北市宸恩實驗教育機構
提到「量子」,你會想到什麼?是電影《復仇者聯盟:終局之戰》(Avengers: Endgame)中的英雄們用以穿梭時空、挽救頹敗局勢的「量子領域」?還是那個我們耳熟能詳,卻難以窺測其深度的科學語彙――「量子力學」?又或是,你和我一樣,在閱讀此書前,對「量子」一詞一竅不通呢?
本書以淺顯易懂的方式,為我們揭示了這場科技變革的來龍去脈,帶領讀者理解其中深奧卻令人著迷的科學原理。在導論中,作者引領我們開啟新世界的大門,介紹了量子晶片的發明與構成;作為量子電腦的核心部分,其規模由兩座足球場的面積,變成了只有一個指甲大小的晶片。量子電腦的作用也不僅僅在科技上,它可以被廣泛運用在人工智慧、新藥開發、高效能新材料創造,更可以用來提升與氣候變遷抗爭的可能性,也能為我們提供保護個人隱私的加密技術,在各方面都有卓越的貢獻。
全書共分成六個章節。前兩章旨在簡介古今電腦演進與量子力學概念的發展,並不時運用我們的生活常態與書本中的科學巨擘、學術詞彙相互參雜。像是「位元」,看似複雜的量詞,卻實際構成了我們觀賞的歌曲與影片;看似遙不可及的「專業」,實則包圍我們的生活。這不僅顛覆了我對量子的認知,更可以體會影視作品中,主角隨口一句「量子無所不在」的臺詞。又如「雙狹縫實驗」、「波函數」等詞彙,也在作者的生活化修辭及比喻中,變得更加簡明易懂。
在第三、四章,作者深刻探討了量子電腦演算法的問題及量子網路的安全性。看似提出新挑戰,卻也為未來發展提供了可能前景。前者以交通為例,在地圖應用程式中,如何透過快速的演算法規劃出最佳路徑分析,達到成果最佳化,無論是在汽車、航空業或公用事業,都有值得討論及探索的地方。後者談量子電腦如何顛覆現有的加密技術。像是 RSA(Rivest-Shamir-Adleman)加密,簡單來說就像是一把網路世界的鑰匙,保護敏感資料如密碼、信用卡號、商業機密等,只有擁有此鑰匙的人才能解密;但就量子網路的理論,是可以破解此鑰匙的。因此,未來對個資的保護,還有待對量子網路發展的探討。
最後兩章則講述了量子在各產業的運用,及其在各大企業中的未來影響力。前者像是科技產業,鋰離子電池是現代世界的無名英雄,卻也面臨著枯竭的危機,尋找其他替代能源勢在必行,「量子電腦」便可能是科學家們的祕密武器。在農業領域中,以量子電腦技術讓植物獲取所需營養,或許也是可以被落實的想法。這些看似毫無相關聯的產業與科技,通通變成密不可分的關係。後者主要是希望能透過量子解決當前科技無法解決的問題,像是微軟(Microsoft)、IBM、IQM 都致力於運用量子,讓未來科技系統能更有效率地運行。
讀完這本書,令我收穫最大的是對量子科技的態度產生了根本轉變。從一開始的距離感到後來的理解與思考,我了解到量子與我們息息相關。量子科技已不再只是科幻電影中的元素,而是逐漸走進我們真實生活的力量。儘管我未必會投身科技產業,但這場變革所帶來的影響,無論是在工作、生活,還是社會結構上,終將觸及我們每一個人。
這本書像是一扇窗,讓我得以一窺科學世界的神祕與宏偉。它不僅傳授知識,更激發我對未來的想像。在快速演進的科技浪潮中,我們都需要保持學習的姿態,用更開放的心態迎接改變。也許我不會成為量子物理專家,但至少,我能成為一個對科技有基本理解與思考的人。在未來這些科技如何深入各個產業,如何滲透我們的生活,對我們帶來哪些便利性,有可能如何影響我們的生活,都值得我們學習及探討。
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書 名|《量子電腦和量子網路:科技的下一場重大革命,它們如何運作和改變我們的世界》
作 者|阿米特.卡特瓦拉(Amit Katwala)
譯 者|翁尚均
出版社|真文化
出版年| 2022 年 1 月
\\ 評審評語 //
開頭幾個問號有效引發讀者好奇心,寫作流暢生動具感染力。確實掌握全書脈絡,從內容結構、科學原理到產業應用進行完整整理,也在評論中展現對「量子科技進入日常生活」的敏銳觀察與個人思考。