量子電腦硬體成長快速令人振奮，但軟體、尤其是量子演算法的發展仍有限且困難重重

 這段訪談由一位曾在2020年完成劍橋大學量子計算應用數學博士並從事相關研究的學者講述，他分享自己離開量子計算領域的心路歷程，並回顧過去五年量子計算的發展現況與挑戰。

主要重點如下：

1. **硬體發展進展快速**  

過去幾年量子電腦的量子比特數量大幅提升，從2020年的數十個，提升到如今可達數百個，且多家公司進展符合甚至超前預期，有望在未來十至二十年內實現真正實用的量子電腦。

2. **軟體與量子演算法的發展較緩慢且有挑戰**  

量子電腦不是萬能超級電腦，它擅長處理某些特定問題，但不能加速所有計算，例如玩遊戲不會更快。原因在於量子電腦利用量子疊加可同時計算大量輸入，可是測量的時候只能得到隨機其中一個結果，無法直接讀出全部計算資訊。必須設計巧妙的演算法，如Shor的質因數分解演算法，透過多段量子操作，才能從量子態中擷取有用資訊。

3. **某些經典量子演算法的瓶頸與限制**  

例如量子化學中的基態能量估算，雖然理論上量子電腦可迅速解決，但實際執行時需要已知接近基態的量子態，這一點難以保證，讓量子化學的指望受到限制。2022年相關科學報告指出，量子電腦對化學問題目前還未展現全球性指數加速的證據。

4. **量子模擬是量子計算的亮點應用**  

量子電腦非常適合模擬量子系統，例如電子相互作用，這在經典電腦上非常困難。透過量子模擬，可以幫助設計高溫超導體、提升太陽能電池效率、改進氮氣固定過程等，甚至用於物理學中黑洞模型的模擬。

5. **新量子演算法發展稀少但有希望**  

2023年有理論證明存在能比經典電腦指數加速解決的問題（相對於隨機Oracle），儘管目前尚無實際應用，但代表新的演算法突破可能出現。

6. **量子演算法研究被忽視，需要更多投入**  

目前大量資源投向硬體與量子錯誤校正，演算法開發相對不足。量子演算法領域極具挑戰性，錯誤多，且經常發現經典算法同樣可應用，影響該領域吸引力。但未來量子計算真正落地必須有實用演算法，因此該領域極其重要。

總結來說，量子電腦硬體成長快速令人振奮，但軟體、尤其是量子演算法的發展仍有限且困難重重。對量子計算抱持希望的同時，也需正視現實挑戰，持續在演算法研究上下功夫，才能發揮量子計算的真正潛力。