人工智能對運算力愈來愈「食」,量子電腦亦一步步由實驗室走向可用系統。
兩者真正精彩位,其實喺佢哋會點樣「撞車」:由量子糾錯,到保護你手上 Bitcoin (BTC) 嘅加密機制,全都牽一髮動全身。
重點摘要
- AI 已經落場幫手起更好嘅量子電腦:由 Google 的 AlphaQubit 糾錯器,到 Nvidia 將 GPU 直接接上 qubit;相反,量子對 AI 嘅實際回報暫時仍然偏窄同未被充分驗證。
- 近期最尖銳嘅交鋒其實喺密碼學:Google 研究員將破解 RSA‑2048 所需 qubit 估算,大幅壓到百萬級帶雜訊 qubit 以下;NIST 已經開口,要求各界喺 2030 年前完成遷移「後量子」標準。
- 專家對時間表分歧極大,由 IBM 指 2029 年達至容錯,到黃仁勳講嘅「二十年」都有,任何單一日期都要用懷疑眼光睇。
硬件終於開始「聽話」
三十年嚟,量子電腦有個死症:愈砌得大就愈嘈,qubit 一多,噪音就爆燈,計算直接散晒。
Google 喺 2024 年 12 月於《Nature》發表 105 qubit「Willow」晶片實驗,首次跨過所謂「閾值」:再加 qubit,邏輯錯誤率唔係上升,而係反而下降。
具體數字幾清楚:將程式碼距離由 3 提升到 5 再到 7,每升一級,邏輯錯誤率大約砍半;距離 7 嘅量子記憶,每個運算周期錯誤率壓到 0.143%。
呢段記憶壽命仲比最佳單一物理 qubit 長 2.4 倍。工程師叫呢個做「超越收支平衡」,係現階段最接近「決定性證據」嘅指標。
創出「NISQ」一詞、定義咗整個時代嘅 John Preskill(加州理工學院)形容,證明糾錯可以延長 qubit 儲存訊息時間,係「重要里程碑」,但亦提醒市場:量子計算對日常生活嘅實際衝擊,「可能要等幾十年」。
十個月之後,Google 再推前一步。
它喺 2025 年 10 月再於《Nature》發表 另一篇論文,提出名為 Quantum Echoes 嘅演算法,聲稱比傳統超級電腦上最佳方法快 1.3 萬倍。
但細心睇內文,《Nature》新聞團隊指出,外界學者對實驗究竟證明咗幾多,態度保留;Google 自己亦承認,要做到具加密實用價值嘅量子機,仍然要再放大幾個數量級。
呢次實驗價值其實相當窄:主要係量度量子系統點樣「攪亂」資訊,有助理解分子、磁性結構,唔係用嚟幫你開 Excel。
其他玩家則喺公開路線圖上全速狂奔:
- IBM 預告 會喺 2029 年推出 Starling,一部具備 200 個邏輯 qubit、可以跑 1 億個 gate 嘅容錯量子機,中途會先出 Nighthawk 同 Loon 晶片。
- Quantinuum 承諾 2029 年前交付一部名為 Apollo 嘅通用、完全容錯系統;其 Helios 先行,名為 Sol 嘅處理器預計 2027 年登場。
- 中性原子實驗室則用鐳射困住單一原子做 qubit,規模急速擴大。
當中兩個中性原子實驗特別搶眼:
- Caltech Endres 實驗室喺 2025 年 9 月 24 日於《Nature》發表,用約 12,000 個光鑷陣列困住 6,100 個銫原子 qubit,實現 13 秒相干時間,同 99.98% 單 qubit 操控精度。主持人 Manuel Endres 形容係「中性原子量子計算嘅興奮時刻」。
- 哈佛 嘅 Mikhail Lukin 聯同 MIT 同 QuEra 走另一條路:他們連續運行一個 3,000 qubit 系統超過兩小時,總共周轉超過 5,000 萬粒原子,每秒可重新載入多達 30 萬粒,補上漂走嘅 qubit。Lukin 指出:「我哋證明咗 3,000 qubit 系統嘅連續運行,但好明顯呢個做法可以擴展到更大規模。」
當然,行業同時有警世故事。
Microsoft 喺 2025 年 2 月高調宣佈 Majorana 1 晶片,自稱實現首批「拓撲 qubit」,理論上由物理結構本身抗噪。結果 3 月學術會議上,多數物理學家並唔買帳;理論學者 Henry Legg 其後喺《Nature》發表正式質疑,指相關測試其實可以被一般效應誤導。
當年推動拓撲 qubit 理論嘅重量級人物 Sankar Das Sarma 讚揚 Microsoft 嘅材料研發進展,但對其展示嘅物理證據仍保持冷淡。
傳訊同證據之間嘅落差,可能係投資者睇量子領域時,最應該記住嘅一課。
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AI 已經喺幫手打造量子電腦
主流報道經常忽略一個轉折位:AI 唔係等量子成熟先入場,佢而家已經係量子實驗室檯面上嘅工具。
Google 旗下 DeepMind 喺 2024 年 11 月於《Nature》發表 AlphaQubit——一個用神經網絡做量子糾錯嘅 decoder。佢喺 Sycamore 處理器數據上訓練,相比 tensor network 方法錯誤少 6%,比 correlated matching 少 30%。
Decoder 正正係 AI 發揮功用嘅前線:量子晶片會吐出一串串錯誤訊號,系統要即時讀出 pattern,喺新錯誤累積前完成修正。
超導 qubit 喺十至幾百納秒尺度運作,decoder 唔單要準,仲要快到近乎殘酷;捉唔緊個時間窗,錯誤就會喺你出手前已經「利疊利」。
類似嘅機器學習壓力,喺整個量子技術棧都開始出現:
- 神經網絡幫手校準 qubit,同優化控制脈衝;
- 強化學習已被用嚟搵更快演算法,包括 DeepMind 喺矩陣乘法上嘅 AlphaTensor;
- AI decoder 持續壓縮保護一個邏輯 qubit 所需嘅物理 qubit 數量。
呢點表面聽落細微,其實對時間表影響極大:每減少一點「開銷」,都可以喺唔發明任何新 qubit 嘅情況下,將「實用級」量子機拉近一步。
呢個制約都解釋到點解硬件巨頭紛紛將量子晶片,同傳統加速器「綁死」一齊。
Nvidia 喺 2025 年 10 月推出 NVQLink,一個開放式互聯標準,將量子處理器對接至 GPU 超級電腦,背後有 17 間量子企業同 9 間美國國家實驗室撐場。Quantinuum 就用 NVQLink 為其 Helios 晶片跑出首個可擴展、實時 decoder,反應時間壓到 67 微秒。
黃仁勳嘅說法相當直接:量子電腦唔會單獨運行,你一定要喺隔籬停泊一部傳統超級電腦。
至少喺可見將來,我哋會見到嘅係一種混合架構:AI 模型實時幫 qubit 調參、校準、睇門口,盡量延長呢啲脆弱量子位嘅「壽命」。
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量子可以幫 AI 咩?現實遠比宣傳冷靜
反過來問:量子電腦可以令 AI 本身變得更聰明嗎?
認真答一句:至少喺目前階段,遠遠追唔上市場營銷講到咁誇張。
過去幾年嘅「大夢」,係所謂「量子機器學習」,聲稱喺數據任務上可以帶來指數級提速——結果被一位少年高手用數學錘爆。
Ewin Tang 喺 2018 年證明,經典電腦可以匹敵一個備受吹捧嘅量子推薦演算法,其後再「去量子化」幾個類似方案。佢嘅工作揭示:好多被吹捧嘅加速,其實藏喺對數據載入方式嘅不切實際假設,而唔係量子數學本身。
兩個問題,持續困擾量子機器學習:
- 輸入瓶頸:要將傳統數據轉成量子態,喺計算開始之前,就足以吞噬所有理論加速;
- 荒漠高原(barren plateaus):當量子電路變大,訓練景觀會變得一片平坦,梯度接近零,學習幾乎無從下手。
量子複雜度權威 Scott Aaronson 多年嚟不停提醒外界,要認真逐條細則咁睇清呢啲宣稱。
咁量子到底真正擅長咩?
簡單講:模擬其他量子系統。化學、材料科學同某啲優化問題,天然就喺量子甜蜜點,因為大自然自己就係量子,量子機器用嘅亦係同一套語言。
呢個係真實、具商業價值嘅利基市場:更高效電池、更好催化劑,以至新藥候選分子,都同呢度有關。
只不過,呢唔係市場最愛聽、可以炒起股價嗰種「量子會令你 chatbot 開掛」故事。Preskill 自己都將現階段定性為「嘈雜、中尺度量子」(NISQ)時代:一個做有用實驗,而唔係擁有完備通用量子機嘅過渡期。
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別被過度承諾:AI 能耗問題,量子未必係救世主
AI 嘅用電胃口,已經變成基建級難題。
國際能源署(IEA)估算,數據中心到 2030 年耗電量可達約 9,450 億度(TWh),較 2024 年嘅 4,150 億度多逾一倍,接近日本全年用電水平。
IEA 又指,專為 AI 優化嘅數據中心,未來幾年電力需求更可能翻多幾番。
呢度好容易引申出一個「美好故事」:量子電腦用上奇特物理效應,未來或者可以大幅壓低能源帳單。
呢類說法,尤其值得保持戒心。
量子機理論上可以喺某啲特定計算上換來能效優勢,但要喺實際金融、雲運算業務規模落地,涉及冷卻、控制電子學同基礎設施成本,遠比一條「每秒算力」曲線複雜。現階段,任何將量子包裝成 AI 能源問題「萬靈藥」嘅說法,都應該先打個折扣,再搵細節。 在特定化學運算與優化問題上,量子電腦有機會以遠少於傳統超級電腦的運算步驟完成任務,從而在這些極窄範疇內大幅節省能源。
但它們不會幫你跑大型語言模型,而低溫量子系統本身就要付出高昂冷卻成本。現實的說法,只能是:在「量子友好型」問題上做到針對性效率提升,而不是替 AI 暴漲的用電需求找救世主。
誰把後者當賣點,大多是在賣故事。
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這如何影響你錢包?
AI 與量子真正會撞向你日常財務生活的一點,是密碼學。
公鑰加密(例如 RSA、橢圓曲線密碼 ECC)靠的是「對傳統電腦很難、對足夠強的量子電腦卻很容易」的數學問題——多虧 Shor 演算法。
這孕育出一個已經有名字的風險,尤其令任何有「長壽命秘密」的人應該緊張:所謂「先收集、後解密」(harvest now, decrypt later)。對手今日就可以把你的加密流量全部錄下來,等將來量子硬件成熟再慢慢破解。
NIST 已在 2024 年 8 月拍板防線,公布 三套後量子加密標準:ML-KEM、ML-DSA、SLH-DSA,其後在 2025 年 3 月再選出後備演算法 HQC。
時鐘寫得很清楚:NIST 的遷移指引草案,計劃在 2030 年開始貶廢 RSA 及 ECC,到 2035 年完全停用。
加密貨幣正好站在衝擊圓心——因為區塊鏈同樣是建基於橢圓曲線簽署機制。
比特幣的風險是真實存在,但程度見仁見智。德勤(Deloitte) 的研究估算,超過 400 萬顆 BTC、約佔全部比特幣 25%,現時仍存放在易受攻擊的 pay‑to‑public‑key(P2PK)輸出地址及重複使用地址上,這些地方的公鑰早已曝光。
較新的鏈上分析數字更高。Google Quantum AI 的研究指,若把所有已曝光與重複使用的公鑰都計算在內,風險資產約有 650 萬至 690 萬顆 BTC,接近流通量三分之一,其中約 170 萬顆集中在早期 P2PK 腳本。
防禦工作已經展開,但進度參差:
- 比特幣開發者正討論 BIP‑360,把量子抗性引入新地址類型,但仍停留在草案,未有啟動時間表。
- 以太坊 (ETH) 基金會已發表後量子路線圖,Vitalik Buterin 亦提出將簽名、帳戶及證明等核心結構全面遷移至量子安全方案。
- Solana (SOL) 提供可選用的 Winternitz Vault,採用基於雜湊的一次性簽名技術,但預設帳戶仍用脆弱的橢圓曲線。
現階段,沒有任何一條主流鏈在協議層面真正達到量子安全。大家都還在畫救生艇的設計圖。
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當兩種技術互相「加速」
最具威脅感的情境,是兩個領域的突破互相推波助瀾。
Google 的 Craig Gidney 在 2025 年 5 月重寫了那道算式。他估算,要在一星期內破解 RSA‑2048,所需的「嘈雜」量子位可減至不到一百萬個,比他與合著者在 2019 年預測的 2,000 萬個足足少了約 20 倍。
換言之,要破解你加密的量子位門檻,在短短六年間於理論上被拉低了二十倍。
這一切都不需要真的造出那部機器——屬於演算法和糾錯架構的進步,而這正是 AI 越來越擅長優化的領域。
Gidney 的突破來自更聰明的算術流程及更緊湊的糾錯碼佈局,而非新硬件。若把同樣的優化壓力投向密碼分析,資源需求的估算只會不斷下修。
安全界因此把量子威脅視為一個「移動靶」,而不是單一的世界末日日期。較審慎的解讀是:AI 正靜靜地把量子硬件必須跨過的門檻一步步壓低。
所以,「我們還有好多年」這句話,其實只是對硬件時間表的判斷,與數學風險並不等同。
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資金流向與路線分歧
資本市場早已嗅到這股風向。
麥肯錫(McKinsey)報告指,量子運算企業在 2025 年收入突破 10 億美元;創投資金更在一年內急增 6.3 倍至 126 億美元,並預測到 2035 年整體經濟價值或達 1.3 兆至 2.7 兆美元。
各國政府亦在下注,但信心與力度落差極大:
- 美國《國家量子計劃法案》在 2018 年簽署時,一口氣授權約 12 億美元撥款。
- 歐盟「Quantum Flagship」旗艦計劃,從 2018 年起十年間至少投入 10 億歐元。
- 中國的投入常見估算約 150 億美元,出自麥肯錫推算,但未經官方證實且備受爭議,應抱持審慎態度看待。
真正爭論最烈的是時間表。
IBM 和 Quantinuum 都把「容錯量子電腦」的目標鎖定在 2029 年。Google 則表明看的是「以年計」而非「以十年計」的路線。
然後是 黃仁勳。他在 2025 年 1 月一席話,稱實用量子電腦恐怕還要 20 年,嚇得量子概念股一度震盪;其後在 Nvidia 3 月舉行的 Quantum Day 上又半開玩笑「自我否定」,說自己請來嘉賓,就是要解釋為何他看錯時間表。
安全社群則用機率「對沖」。Global Risk Institute 的調查訪問 26 位專家,認為「具密碼學破壞力」的量子電腦在 10 年內問世的機率為 28% 至 49%(「相當可能」),在 15 年內達 51% 至 70%(「很可能」),是該報告歷來最悲觀的一次。
持懷疑態度者如 Das Sarma 則認為,真正實用、完全糾錯的量子機器,距離各家路線圖所畫的年份仍遠。
兩邊的說法其實可以同時成立:威脅也許還有十年才全面浮現,但要現在就開始行動,因為遷移要花很多年,而被「收集起來」的加密數據並不會自己過期。
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現實圖像:既不是末日,也不是救世主
把炒作移開,輪廓其實頗清晰。
AI 是兩者之中較成熟的一方,如今已在幫量子電腦做解碼、校準與控制,大幅改善效能。量子對 AI 的回饋則較狹窄:在化學模擬與精細模擬場景上確有看頭,但在大部分領域被嚴重誇大。
真正急迫的交集,並不是什麼「超級大腦」,而是支撐整個互聯網的加密基礎,正被不斷進步的演算法慢慢侵蝕,而 AI 正在加快這個侵蝕速度。
你不需要押注一個精確年份;你需要假設:遷移工作理應已經在進行中。
量子機器仍在打造,它們的防線亦一樣。對任何在乎數據與資產安全的個人與機構來說,明智的做法,是同時盯緊這兩場賽跑。





