在量子計算領域，量子比特(Qubit)的運行和管理是決定計算效率的關鍵因素。在2024年的量子台灣論壇中，Diraq 展示了一張涵蓋不同量子技術的比較投影片，探討了超導(Superconducting)、光子學(Photonics)、離子阱(Ion Traps)以及矽自旋(Silicon Spin)技術之間的差異。
我同時也作為2024量子台灣論壇的受邀講者之一，我的演講主要集中於Intel在量子計算中的軟體層面發展，也就是Intel Quantum SDK。由於Intel對投影片有內部審核程序，這次我沒有深入討論硬體相關資訊。然而，值得一提的是，Intel同樣基於矽自旋技術（Silicon Spin）來構建我們的Qubits。因此，透過Diraq的一張投影片，這篇文章將介紹這項技術的優勢，讓更多人了解矽自旋技術如何在量子計算競爭中脫穎而出。
目前量子位元的實作有許多不同的技術可以使用，而每一種技術各自有其挑戰。在這一頁投影片主要是強調了各種技術所造出來的Qubit的體積不同因此衍伸出營運成本的不同。由於Spin Qubit一般來說是使用一個電子作為一個Qubit，因此體積上明顯比其他的技術都還要小。雖然在初期發展上對於Qubit的控制有著極大的挑戰，但對於未來發展可商用化的量子電腦而言，相對較有潛力。以下這張由Diraq所展示的投影片基本上也說明的為什麼很多人關注矽自旋量子技術。
量子技術的四大類型
1. 超導技術（Super-conducting）：
- 代表公司：Google、Rigetti、IBM
- 最大量子比特數量：每個低溫系統可達最多 1,000 個量子比特
- 運營成本：約 $16,000,000
- 所需空間：相當於 2 個奧運泳池的大小
2. 光子學技術（Photonics）：
- 代表公司：PsiQuantum、Xanadu
- 最大量子比特數量：每個低溫系統可達 5,000 個量子比特
- 運營成本：約$3,200,000
- 所需空間：大約相當於 1 個籃球場
3. 離子阱技術（Ion Traps）：
- 代表公司：IonQ、Quantinuum
- 最大量子比特數量：每個低溫系統可達 32,000 個量子比特
- 運營成本：約 $500,000
- 所需空間：相當於 0.5 個網球場
4. 矽自旋技術（Silicon Spin）：
- 代表公司：Diraq、Intel、Quobly
- 最大量子比特數量：每個低溫系統可容納高達 1,000,000,000 個量子比特
- 運營成本：僅需 $16
- 所需空間：僅需要一個低溫系統的大小
矽自旋技術的創新
這張投影片強調了在 矽自旋技術 方面的發展，展示了該技術相較於其他量子計算技術的顯著優勢。矽自旋技術所需要的空間極小，並且每個系統的1 T qs的運營成本低至約$16，遠低於其他技術。這意味著該技術的未來應用場景將能更輕鬆地實現大規模量子計算，並且具有更好的經濟效益。
相較於超導、光子學和離子阱技術，矽自旋技術在未來的發展上具有壓倒性的優勢，不僅能較輕易的延伸至數量龐大的量子比特，還能有效降低營運成本和建置空間需求，這使得此技術成為未來量子計算技術的潛力股。
量子計算的未來
隨著許多大型科技公司以及中小型新創不斷進行技術創新，量子計算的發展正進入一個高速成長期。這些技術的進步將徹底改變各行各業，從醫療、金融到人工智能領域，量子計算將為人類解決過去無法處理的複雜問題提供新的途徑。
量子台灣論壇中的這張投影片，為我們描繪了量子計算技術的前景，並展示了各種量子技術的優劣。隨著矽自旋技術的崛起，我們將有望看到這種技術推動量子計算進入日常應用，為人類社會帶來革命性的改變。非常感謝有機會參與量子台灣論壇，並看到各家公司介紹目前大家的現況。非常期待量子計算在未來的發展。
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