新聞幕後／全球量子科學熱潮 Willow問世商機如何兩年翻六倍
財經中心／廖珪如報導
▲Willow晶片問世加強量子運算穩定性，可能進入實用領域，改變科技格局。（示意圖／資料照）
人類投入量子科技數十年，期盼突破運算極限的夢想終在去年底迎來新曙光。Google推出的Willow晶片，以穩定性突破點燃量子運算新希望，而輝達（NVIDIA）的CUDA技術正成為加速這場革命的關鍵引擎。從輝達與Google的緊密合作，到全球量子生態系的推展，這波浪潮正改變科技未來。Willow的目標是將量子運算帶入實用領域，Google 計畫用它模擬化學反應加速藥物研發，或優化大數據提升AI效能。業界預估，量子運算市場將從2025 年的13億美元成長至2027年的86億美元
量子科技的漫漫征途
自1980年代起，量子技術就被視為運算革命的希望。物理學家理查·費曼提出用量子力學解決傳統電腦無法處理的複雜運算。IBM於2016年推出5量子位元（qubit）雲端系統，D-Wave早在2011年開賣量子退火機，IonQ和Rigetti分別以陷阱離子與超導技術加入戰局。這些努力瞄準藥物研發、物流優化等領域，卻長期受困於量子位元的脆弱性。環境干擾（如熱或電磁波）讓錯誤率高達1-5%，要跑實用運算需數千穩定qubit，但2020年前穩定僅達50-60個，穩定性與規模，成了量子科技的最大瓶頸。
Willow：量子科學的新里程碑
時間來到2024年12月8日，Google推出Willow晶片，打破僵局。這款105量子位元的晶片，在不到5分鐘內完成隨機電路取樣（RCS），傳統超級電腦需「10澗年」（10的25次方）才能解開。更重要的是，Willow 實現錯誤率隨qubit數增加呈指數下降，攻克30年來的穩定性難題。MIT（麻省理工學院）教授Seth Lloyd稱其為「量子運算的里程碑」。
Willow的目標是將量子運算帶入實用領域（此前多屬於研究、實驗的萌芽），Google計畫用它模擬化學反應加速藥物研發，或優化大數據提升AI 效能。業界預估，量子運算市場將從 2025年的13億美元成長至2027年的86億美元。Willow 的問世，讓這願景不再遙遠。
輝達 CUDA：加速量子未來的實證合作
輝達當然不能錯過這一重大突破，輝達此次GTC大會甚至有「量子日」，是本週股市市場最熱門話題，輝達的CUDA技術正成為推動Willow與量子科技前進的引擎。2024年11月17日，輝達宣布與Google Quantum AI合作，利用CUDA-Q平台和Eos超級電腦模擬量子系統，協助 Google優化Willow設計。搭載1024個H100 GPU 的 Eos，能模擬40 qubit系統，將原本數週的計算縮至數分鐘。Google 研究員Guifre Vidal表示：「輝達的加速運算讓我們能探索更大規模的量子設計」。
輝達的合作也不止於 Google。2023年起，輝達與IonQ、Rigetti、Quantum Machines等公司攜手，通過 CUDA-Q 開發量子與 AI 的混合應用。2024年5月，輝達宣布與德國、日本、波蘭的超算中心合作，用CUDA-Q加速量子研究。更重要的是，這些基礎設施，即輝達的H100 GPU仰賴台積電（TSMC）的4奈米製程打造，這意味著台灣製造力正間接推動量子科技前進。這些實證合作顯示，輝達不僅是硬體供應商，更是量子生態系的加速器。未來，輝達CUDA或助業界實現1000 qubit系統，解鎖藥物研發與大數據優化的實用潛力。