那些產業適合優先運用量子運算？

來源：STPI，科技發展觀測平台 

https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news?id=4b1141008004518401801b555c5f0c28

IBM 的研究員Jerry Chou 拍攝於 IBM T.J. Watson研究中心的量子計算實驗室 

(Credit: Jon Simon/Feature Photo Service for IBM)

當半導體的摩爾定律走到盡頭，量子運算可提供另一個革命性突破以持續推動人工智慧與未來其他行產業的發展，並可能重塑幾乎所有領域的創新與競爭，包含密碼學、化學、工業製造、金融與物流產業。量子運算的規模比傳統電腦小，但其運算能力卻相當強大，雖仍處於起步階段，不過發展相當迅速。量子電腦目前不會取代電腦，但可解決世界上最強大的超級電腦也無法處理的複雜運算。

根據McKinsey與Hinrich Foundatio論述量子運算的應用與量子運算產業的生態發展，適合量子運算的計算方式包括：

1.量子模擬(Quantum Simulation)

2.人工智慧與機器學習的量子線性代數(Quantum Linear Algebra)

3.量子最佳化(Quantum Optimization)

4.量子因式分解(Quantum Factorization)

各種計算方式有適用的領域，如量子模擬適用於模擬分子與化學反應，或是利用量子因式分解破解RSA加密(被廣泛使用的非對稱加密演算法)。

有關於優先運用量子運算的產業，截至目前為止，量子霸權僅限於解決非常複雜的數學問題，將量子運算用於現實應用將需要數千個量子位元，故量子運算仍需要多年發展才能達到應用階段，估計量子運算將優先應用於下列產業：

1.金融服務：金融機構近年來一直對量子運算的應用非常感興趣，其潛在用途包括最佳化投資組合、高頻交易演算法(high frequency trading algorithms)、詐騙偵測與網路安全系統中的「量子證明(quantum-proofing) 」等等。

2.製藥、化學與醫療健康產業：COVID-19大流行期間，為利用強大的人工智慧與演算法以對COVID-19不同的變種病毒DNA進行定序，傳統電腦運算能力發展呈倍數成長，在不到一年的時間，就已利用全球公開資料所蒐集的大數據，開發出一系列的疫苗。因此，在癌症與其他疾病的藥物設計上，若能利用每秒可處理數十億次計算的量子運算，模擬化學組合、專業應用與其可能的外溢效益是非常驚人的。

3.貿易、物流與運輸：先進的人工智慧技術與即時資料分析等應用已是物流與運輸產業的核心競爭力。量子運算能力以指數成長，並因此增加人工智慧的運算能力，其應用內容除找到兩點間最快路線或配對乘客與司機外，亦可應用於計算最有效的物流配送、最安全與最節省時間的路線規劃。