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title: 3 | Quantum Computers Exponentially Faster at Untangling Insights
tags: IEEE, uncomplete
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# 3 | Quantum Computers Exponentially Faster at Untangling Insights
[**原文章**](https://spectrum.ieee.org/quantum-computing)
原文時間：2022.6.13
本篇撰寫日期：2022.10.2
By：蘇雋勛

# 大綱

Google的 [Sycamore quantum processor](https://en.wikipedia.org/wiki/Sycamore_processor)發現
量子電腦可以比傳統電腦以指數級更快的速度 去揭發對病毒、黑洞和其他東西的見解

# 量子優勢
量子電腦有所謂的[「量子優勢」](https://spectrum.ieee.org/photonic-quantum-computing)
也就是可以解決那些就算給傳統電腦幾千幾萬年也解不出來的問題；
當量子優勢連結大量的 qubits 時，還可以指數級的增長。

量子電腦所使用的 qubits 就是{量子力學|quantum-mechanically}上「{糾纏|entangled}」的 bit 。

## 量子電腦的用途

其中一項量子電腦吸引人注意的功能是破解程式碼 [code breaking](https://spectrum.ieee.org/risc-v-chip-delivers-quantum-resistant-encryption)。
然而在一開始 Nobel laureate Richard Feynman 提出量子電腦時
主要希望用來建構分子相關的量子系統 (modeling quantum systems such as molecules)

:::warning
用在化學和物理的模擬 可能可以更進一步了解
[下一代電池](https://spectrum.ieee.org/lithium-air-battery-quantum-computing) 或 [新藥物](https://spectrum.ieee.org/quantum-drug)
:::
[Robert Hsin-Yuan Huang](https://www.linkedin.com/in/hsin-yuan-robert-huang-a59a68bb?trk=pub-pbmap&original_referer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F) 說他希望可以造一台量子的超級人工智慧，但是還有很長一路要走；在那之前還有很多問題可以探索
而了解量子技術如何加強我們了解這個世界的能力 是在邁向這個目標前非常重要的一步

# Learning from experiments

## 傳統 和 量子
近期的研究，研究人員專注於 傳統電腦 跟 量子電腦，
如何在{量子系統|quantum systems}實驗中分析資料的

在{傳統實驗|conventional experiments} 跟 {量子增強實驗|quantum-enhanced experiments}中，
>應該就是分別用傳統跟量子電腦分析資料的實驗

感測器有機會蒐集 {多個量子系統的資料|multiple readings of a quantum system}

傳統電腦一次只能一次分析一筆資料；
量子電腦卻可以一次同時 {捕獲|entangle} 這些資料並進行分析

## Syncamore

Syncamore 處理器是一個搭載 40 個 qubit 和 1300 個 {量子閘|quantum gates} 的 54-qubit 處理器
傳統實驗所需的實驗次數 在使用這個處理器的實驗中 只需要指數型少的量即可
>quantum machines can learn from exponentially fewer experiments than those required in conventional experiments.

## 問題的面向

研究者專注於三個不同的問題

1. 在掃瞄 {量子系統的屬性|properties of quantum system} 後，預測它的屬性
2. 在分析一個量子系統中{關鍵物|key component}的行為後，預測它的屬性
3. {對一個量子系統的行為建模|modeling the behavior of a quantum system}

在上述三種問題上 研究員指出
使用傳統電腦的傳統實驗無法超越量子電腦所擁有的量子優勢

[Jarrod McClean](https://jarrodmcclean.com/)說這讓這讓我們得以看到以前我們宇宙中看不見的部分

## 未來

現在的量子電腦是在 [NISQ(noisy intermediate-scale quantum)](https://spectrum.ieee.org/measuring-progress-in-the-noisy-era-of-quantum-computing) 平台
意思是{會有錯誤的|error-ridden} 且最多只能擁有十幾個至幾百個 qubits

不過研究員說他們的結果表明，就算是今天的 NISQ 處理器
{在實驗學習時|learning from experiments} 也展現出 {重大的|substantial} 量子優勢

[他們的研究](http://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7293)