56量子位元電腦創下超級電腦無法企及的里程碑

科學家近期在量子運算領域取得重大突破！研究團隊成功利用56量子位元處理器實現「認證隨機性」技術，這項成果不僅驗證了量子電腦的實用價值，更將徹底改變加密技術、資料安全與公平性應用的未來發展。

根據《自然》期刊最新發表的研究，來自摩根大通、Quantinuum、阿貢國家實驗室等頂尖機構的科學家們，首度在56量子位元的量子電腦上完成認證隨機性實驗。這項技術能產生真正隨機的數字，並透過傳統超級電腦驗證其隨機性，為量子電腦的實際應用邁出關鍵一步。

該技術源自德州大學奧斯汀分校量子資訊中心主任Scott Aaronson教授2018年提出的理論框架。Aaronson教授表示：「當初提出這個協議時，我完全沒預期能在這麼短時間內看到實驗成果。這項突破讓我們距離將量子隨機性應用於實際加密系統更近了一步。」

量子電腦的運算能力早已被證實遠超傳統超級電腦。去年Quantinuum與Google團隊分別宣稱達成「量子霸權」，但如何將這種優勢轉化為實際應用一直是未解難題。如今透過隨機電路取樣(RCS)技術，研究團隊成功解決了這個問題。

傳統電腦無法產生真正的隨機數，必須依賴硬體隨機數產生器，但這種方式存在被駭客操控的風險。新開發的量子認證隨機性技術，即使量子電腦本身被入侵，理論上仍能確保輸出結果的隨機性不被篡改。

研究團隊透過網路遠端操作Quantinuum的H2離子阱量子處理器，執行基於RCS的認證隨機性擴充套件協議。這個過程分為兩個階段：首先讓量子電腦快速解決連最強超級電腦都難以完成的任務；接著使用多臺總運算能力達1.1百億億次浮點運算(1.1 ExaFLOPS)的超級電腦進行數學驗證。最終成功認證了71,313位元的熵值。

摩根大通全球技術應用研究主管Marco Pistoia強調：「這項成果不僅展現量子硬體的進步，更將對加密技術、統計取樣和數值模擬等領域產生深遠影響。」

Quantinuum執行長Rajeeb Hazra博士指出：「我們利用離子阱技術實現的認證量子隨機性，不僅展現無與倫比的效能，更為金融、製造等產業設立了量子安全新標準。」這項突破也得益於美國能源部旗下多個國家實驗室的尖端運算設施支援。

隨著Quantinuum在2024年6月將H2系統升級至56量子位元，其保真度和全互連架構使運算效能提升百倍，才使這項劃時代的實驗成為可能。這項研究成果標誌著量子運算正式從理論走向實際應用的新紀元。