量子運算一直被視為新世代運算技術的重大突破，究竟何時才能真正應用在現實世界？近日，Google 量子部門負責人 Hartmut Neven 最近在路透社的報導中稱，未來 5 年內就能看到「只能在量子電腦上完成的應用」問世！
然而，Nvidia 執行長黃仁勳先前卻預測商用落地可能還要等上 20 年。對於這樣的兩極說法，產業各方看法分歧，也引發量子領域投資熱度與市場信心的大幅震盪。
量子運算離真實應用還有多遠？
量子運算之所以受矚目，是因為它採用「量子比特」（qubit）進行計算。不同於傳統電腦只用 0 與 1 的單一狀態，量子比特可同時代表多種數值，理論上能在極短時間內處理海量運算。然而，技術難點在於量子比特極易受到外部環境干擾，導致錯誤率居高不下，進而影響最終結果的正確性。
那麼，我們該相信「5 年」還是「20 年」的說法？一名是Google 量子 AI 團隊掌舵者，一名是當今 GPU 與 AI 市場的領航者，雙方皆擁有雄厚研發資源及市場影響力，因此各自估計都不容小覷。
Google 量子糾錯新突破帶來新希望
Google 一直在嘗試解決量子運算中失誤率偏高的問題，並於 2024 年底公布名為「Willow」的全新量子晶片。該設計策略是以多個實體 qubit 協同運作，形成「邏輯 qubit」，藉此在單一 qubit 出現失誤時能即時由其他 qubit 補位，整體系統仍能保持準確計算。Google 指出，隨著實體 qubit 數量提升，錯誤率將呈指數級降低，為量子運算真正走向商業應用鋪路。
量子部門負責人 Neven 更進一步樂觀表示，只要能透過這種方式穩定擴充 qubit 數量，就能在未來 5 年內看到足以執行傳統電腦做不到應用的量子電腦。例如在材料科學領域，能設計出容量與壽命更好的電動車電池；甚至在醫藥領域，協助研發新藥以及替代能源。
延伸閱讀
Google Willow量子電腦晶片重大突破！從量子糾錯到實用應用的未來展望
Nvidia 稱「量子之路」仍有漫長距離
相較之下，Nvidia 則普遍認為商用量子電腦需要更多時間來突破硬體限制。黃仁勳在今年初的 CES 展會上就直言，量子電腦要大幅提升 qubit 數量並解決高失誤率等問題，技術門檻相當高，可能要等到 15 至 30 年後才能見到大規模普及，20 年也許是大多數人能接受的「中間值」。
這番言論甚至一度重挫量子概念股市值，當時，相關領域公司共計蒸發逾 8 億美元，足見市場對「時間表」的認知改變，如何牽動資金流向。
量子運算真實應用場景與挑戰
到底量子運算能帶來哪些實質影響？最常被提及的應用包括：
- 材料科學與製造：透過量子模擬更精準地預測化學反應，降低開發成本並提升效率，像是製作新型電池或耐用新材料。
- 新藥研發：運用量子電腦快速分析分子結構，加速藥物設計過程。
- 金融與物流：在風險分析、路徑優化上提供更高精確度，有潛力為金融市場或物流企業帶來全新動能。
- 網路安全：由於量子電腦可在短時間內破解傳統加密算法，各國政府與企業也加緊研發量子安全的保護措施。
然而，這些應用能否在 5 年內具備商業價值，還取決於是否能成功穩定放大 qubit 數量，並全面克服高錯誤率以及環境干擾等挑戰。業界專家認為，在此期間，量子電腦仍會與傳統超級電腦或 GPU 協同作業，先嘗試解決特定領域的「局部需求」，再逐步擴大應用範圍。
不論是 5 年或 20 年，量子運算正在以更快的步伐向前邁進。多家大型科技公司與研究機構正投入人力與資金，力圖率先達成量子霸權，亦即讓量子電腦解決目前世界上最棘手的問題，並對產業與社會帶來深遠影響。至於這個未來有多快到來，市場仍在觀望，也許等個五年就能看出端倪；若真要等到二十年，投資者和科技圈可能也早已變革數回了。
