微軟在個人電腦產業稱霸已逾三十年,尤其它的作業系統,從早期的 DOS 到近期的 Windows,一直都是唯一的標準配備(除非你改用蘋果電腦)。稍微知道歷史的人都知道,這一切始自於一九八○年代 IBM 要跨入個人電腦市場時,選擇了微軟作為提供作業系統的合作夥伴,才讓微軟這家小公司迅速茁壯,成就帝國霸業。
但很多人並不知道,微軟原本不是 IBM 的首選,而且比爾·蓋茲與創業夥伴根本沒有開發 DOS 作業系統。給了微軟機會的是一位叫基道爾(Gary Kildall, 1942-1994)的人,因為他的一念之間,改變了自己與比爾·蓋茲的未來,也改變了個人電腦產業的未來面貌。
1972 年,取得電腦博士學位的基道爾發現英特爾前一年才推出的微處理器 4004,這是首度將運算功能、記憶體與輸入/輸出介面三者整合在一顆晶片上。基道爾興致高昂地為它寫了程式,並主動向英特爾反應他所發現 4004 的功能侷限。英特爾此時才成立不到五年,與他相談甚歡後乾脆聘請他當顧問,於是 1973 年,他先為英特爾剛推出的八位元處理器 8008 寫出第一個微處理器的高階語言 PL/M(Programming Language for Microcomputers),接著為升級版的8080寫出 CP/M(Control Program for Microcomputers),可以控制IBM剛發明的軟碟機,成為史上第一個磁碟作業系統(Disk Operating System)。
「這很難做到!」張慶端表示,目前 IBM 開放 5 個量子位元供大眾使用,只有兩位元糾纏而已,臺大與 IBM 合作可使用 20 個量子位元,也沒有全部位元糾纏。今年十月 IBM 53 個量子位元的新機器即將上線,預計有 16 個量子位元可以直接糾纏 [註3] 。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
張慶端進一步解釋,量子難以糾纏是因為粒子是很難達到量子狀態,即便達到量子狀態,要長時間控制它也不容易,像 IBM 就採超導體材料製造量子位元,並以微波控制位元,但超導體必須在接近絕對零度(-273.15℃)的嚴苛環境下運作,亦有相干狀態壽命短等許多問題待克服,目前各國科學家還在尋求不同方式突破,主要當然政府也砸錢支持才會有突破。
量子電腦的應用:量子通訊、量子金融
目前世界上量子電腦商業運轉的進程是 IBM 量子電腦 53 位元,去年(2018)Google 發表 72 位元的量子處理器,但並未提供大眾使用。張慶瑞表示,量子電腦至少要 500 位元以上才能逐漸顯現威力,並進入量子優勢的階段。儘管量子電腦離商用還有段距離,不過現階段量子科技已在量子通訊及軟體應用上百花齊放呢!
臺大 IBM 量子電腦中心不定期開設量子電腦的入門課程,臺大校內也有選修課,每個月巡迴到臺灣各大學舉辦量子電腦課程。目前正預備辦理高中老師的培訓,希望也能在高中推廣量子計算的應用,培育未來的人才。九月底科技部也與量子電腦中心合辦「 量子電腦導航」,內容包括:量子電腦與其計算原理、量子程式教學、量子邏輯閘初用,大家可以至臺大 IBM 量子電腦中心查詢相關活動。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
如果覺得學寫程式太可怕,不妨就下載 IBM 推出的 “Hello Quantum” 的手機遊戲吧!用破關解題的方式,逐步認識量子電腦的運算規則。破關征服它後,說不定你會愛上它。