「量子電腦」(Quantum Computer)由上世紀六十年代末提出至今，已經由一個理論變成實際的存在。不同於電腦（或稱傳統電腦），量子計算用來儲存數據的物件是量子位元，它使用量子演算法來進行數據操作。因為量子電腦被譽為「下個世代運算工具」，理論上可以達到現有電腦運算能力的1億倍。儘管電腦本身尚未商用化，但已經吸引Google、IBM等大廠爭相投資。

量子電腦(Quantum Computer)的概念，在上世紀六十年代末期，由美籍猶太裔物理學家Stephen J. Wiesner提出。不過，其理論要化為可以實際應用的「量子電腦」，仍然有很多的技術困難要面對。

為了讓量子電腦加快普及化，澳大利亞量子計算初創公司Quantum Brilliance宣佈，攜手德國頂尖研究中心 Fraunhofer Institute 與德國烏爾姆大學 (University of Ulm) 開發以鑽石為基礎的量子微處理器。今次研究重心，主要放在如何更有效的打造鑽石量子微處理器 (Diamond quantum microprocessor)。

確切來說，Quantum Brilliance 其實正在打造「量子加速器」(Quantum accelerator) 。這家新創表示，相比於當下需要耗費大量能源降溫的量子主機，鑽石使量子電腦有機會縮小規模並在室溫運行，而且只需要幾十個量子位元 (Qubit)。

「氮空缺中心」能增強量子電腦的精準度

量子電腦使用了「量子疊加態」（Superposition）的特性，使量子電腦的運算位元超越 0 或 1 兩種狀態，大幅增強其運算能力。然而，量子疊加態易受熱能、輻射等多重因素干擾，進而影響量子電腦的準確性。克服此障礙也成為量子電腦研究的主要方向之一。

簡單而言，研究人員利用鑽石本身的晶格缺陷，以單一氮原子取代鑽石結構中一個碳原子，再把另一個相鄰碳原子移除，形成「氮空缺中心」(Nitrogen-vacancy center)。其後，再利用磁場便可使氮原子空缺中心的電子向不同方向自旋，形成量子運算位元。鑽石晶格可以保護其中的量子位元免受外界干擾。

有別於過去研究團隊利用製造「氮空缺中心」的方式，費盡心力用高能量將氮原子射入鑽石結構中，Quantum Brilliance 宣稱能利用化學沉積的方式來達到目的。

Quantum Brilliance 認為若量子電腦晶片生產過程能有效擴大，量子電腦產業的成長將與過去60年的電腦產業十分類似。

世界上首台商用量子電腦由D-Wave推出

IBM、Google以及Microsoft等大公司，多年來一直在鑽研「量子電腦」。然而，首台商用的「量子電腦」，是由加拿大電腦公司D-Wave，於2011年推出的D-Wave One。機箱是有史以來溫度最低的電冰箱，機箱的冷凍裝置可以確保量子芯片(QPU)在接近絕對零度（–273℃）的狀態下運作。D-Wave是世界上唯一銷售的商用量子電腦的公司。

2013年，D-Wave與NASA的量子人工智能實驗室，攜手推出第二款商用量子電腦D-Wave Two，運作的速度是傳統電腦的3600倍。D-Wave Two可探索許多領域，例如讓電腦基於以往經驗整理和分析數據的機器學習，這是非常有用的功能，或是在語言翻譯、圖像搜索和語音命令識別。

IBM 和微軟 同樣也在研發類似的技術。 Google 量子人工智慧實驗室負責人，電機工程總監Hartmut Neven 提到 ，他們比較了多次D-WAVE Two和傳統單核電腦的運算速度，證實D-WAVE  Two真的可以利用量子物理，完成設定的運算。 「在經過設計的特定概念性驗證問題上，快了1 億倍，」Neven 說 。

量子電腦至2025年市場可達百億美元

據摩根士丹利2016年報告顯示，未來十年量子電腦將改變許多產業，預估在高端的量子電腦運算市場，到2025年會達到百億美元規模，故吸引微軟、IBM、Google等頂尖科技大廠近年陸續展示相關先進技術，提前卡位市場，希望達到「量子霸權」的目的。

目前，量子運算可以快速處理大量數據，所以適用於產品在化學、藥物研究領域的分子相似性比對、金融投資標的分析、廠房庫存管理、高度個人化的數碼行銷廣告投放等，並提供了路徑資料排列組合運算上無法以傳統電腦進行解析的高速運算解決方案。

資料來源：EE Times