來賓：台灣量子電腦暨資訊科技協會理事長 張慶瑞教授
本集節目邀請到台灣量子電腦暨資訊科技協會理事長張慶瑞教授來談談量子科技的崛起與應用。量子的概念，客觀地講不是那麼的直覺，因為牛頓在地球出現後，牛頓力學把宏觀的世界描述地很清楚就是世界或宇宙是機械型的宇宙，人類已經習慣了400年。然而在19世紀末20世紀初期突然發生變化，那時候德國物理學家普朗克提出一個想法，他認為微觀世界跟宏觀世界是不一樣的，在微觀世界量子是一個基本單位。
在宏觀世界，人從小到大，從50公分長到180公分，是連續地長，不會50、55、100這樣跳上去，這種跳躍式的變化就叫量子化。在微觀世界中有一個基本單位叫量子，這個基本單位非常小，它是奈米革命的主要原因，我們叫做「有線尺寸效應」，大約在次微米的尺寸之後這些效應就開始出現，它會造成能量變化是像階梯一樣用跳的，所以半導體有個「能階」出來，現在的半導體革命就像樓梯一樣，一階一階上去，這是第一次量子科技革命。第二次量子科技革命現在出現了，它大概是1930年代的概念，當時引入了一新的想法叫「糾纏性」，簡單地講「糾纏性」的概念有點像是，假設我有10顆東西，裝在2個盒子裡，一個留在台北，一個送去紐約，在紐約的人打開的時候發現裡面有7顆，台北的盒子就會有3顆，這就是「糾纏性」。
普朗克的量子能階化概念在1900年出來，大概60年70年之後半導體革命出現；193幾年「糾纏性」的概念出現，目前差不多也是過了70年開始出現第二次量子科技革命，在未來的30年到50年會逐漸成熟並且影響非常久遠。張慶瑞教授提到，我們常常在講修身、齊家、治國、平天下，修身其實就是奈米革命，你把自己控制得很好、訓練到極限，也就是台積電在做的3奈米2奈米的半導體。可是第二次量子科技革命其實不再是把自己修煉到極限，而是在於能不能發揮群體的力量，就是齊家、治國、平天下。量子它很有趣，當你把N個量子放在一起，只要糾纏操作地好，它可以發揮2的N次方的力量。第二次量子科技革命帶動的產業是全方位的，包含量子計算、量子電腦與量子通訊。量子通訊因為使用量子的「糾纏性」，它變成沒辦法被竊聽，因為一被竊聽，另外一個跟你糾纏的人就會知道，於是放棄被竊聽的通訊再重新處理。
量子科技在軍事與金融方面其實現在已經在進行當中，因為資訊要保密。如果把量子電腦想成最厲害的矛，量子通訊就是最厲害的盾；美國在量子電腦領先全球，中國在量子通訊領先全球。除此之外，全世界正在積極推動量子感應器（Quantum sensor），就是讓人的眼耳鼻舌身心意提升到比現在更敏感的程度。
現在我們感受到的宇宙其實初步是用人的感官在感受，所以看不到宇宙的全貌。現在用半導體技術可以提升一些，未來用量子的技術還可以提升更多，這包含量子雷達。美國發展的匿蹤戰機B21，傳統的雷達找不到它，可是量子雷達就可以。這種感應器不只用在軍事用途，在民生用途也有很多發展。現在把偵查匿蹤的技術用在人體內，因為癌細胞在初期就像匿蹤產品，它可以提早被檢查出來。
健康檢查時使用傳統的磁造影機MRI又大又耗時，現在用量子的糾纏技術在開發一種叫做NV Diamond的技術，就是透過人工鑽石裡面的一個缺陷，它會造成一個很敏感的感應器，用那個技術來發展，未來可能在家裡用人工鑽石掃描自己就可以送上網重新建構造影。
張慶瑞教授認為量子技術不只應用在科技產品，未來人文史哲都會發生變化。量子策略運用（Quantum game theory）現在也在發展中；以前做策略運用，不是「是」就是「非」，每個Step決定的時候不是0就是1，這是數位時代的做法；以後這個決策模式可以是組合性的，你可以部分是1部分是0，這就是量子的概念。
考試的時候，如果難的題目現出來，容易的題目後出，一定考得比較差；如果容易的題目先出，難的題目後出，一定考得比較好，因為有信心，這種情況在量子裡面叫做不可交換性，而量子的世界都是不可交換，人腦的思維可能也是一種量子的思維。
2016年2017年的時候張慶瑞教授在台大擔任行政副校長，率團前往美國的IBM訪問，當時美國IBM的技術副總裁（是個台灣人）告訴他，IBM已經全面發展量子電腦，問台大有沒有興趣和IBM做技術上的合作，張教授原本以為他在開玩笑，後來發現他是很認真、很嚴肅地在講，他說硬體的合作基本上不容易，但是軟體、程式設計是可以，所以當時回來之後就規劃了台大IBM量子電腦中心，台大是第7所和IBM簽約的大學，現在大概有20幾所了。2018年簽完約，離開行政副校長的工作後就接了台大IBM量子電腦中心的主任，也因為不斷去倡導量子科技，所以大家會覺得台灣的量子科技很多都跟張慶瑞教授有關。
張慶瑞教授在倡導量子科技時經常被問到兩個問題，第一個就是，台灣的半導體產業是不是可以自動銜接第二次量子科技革命？對於這問題張慶瑞教授的看法是：半導體產業像當年的汽車產業，第二次量子科技革命這種糾纏疊加性就像飛機產業的出現。簡單地講，這個問題就好像說，做汽車的是不是自動會做飛機？有優勢是代表有些基礎，可是跑道是重新來的，台灣在半導體跑道已經跑很久了，後面的人遠遠追不上。現在這個第二次量子科技跑道大家都剛開始，鍛鍊許久可能肌肉比較強健，有機會、有優勢可是不表示不跑也會前進，因為它是不同的跑道，所以做汽車的不一定會做飛機。
第二個問題是，如果量子產業出現了，周邊的廠商、產業市場會自動給到台灣？這個問題，就像是飛機會不會取代汽車？當然不會。未來的科技產業就是半導體產業、量子產業整合起來的一個組合性產業，就好像現在的交通體系是汽車、飛機、輪船整合起來。半導體產業不會被量子產業取代，可是半導體產業也不會自動變成量子產業。
Digit Asia雜誌曾經問了一個問題；為什麼台灣這麼好的半導體產業沒有協助量子的研發快速進行？它給了結論是台灣的廠商都忙於生產反而沒有人力物力投入這個方向。伊卡洛斯謬論（Icarrus Paradox）的故事告訴我們，人常常會在自己最引以為傲的地方失敗，現在的半導體有點走到這個地步，未來的5～10年會是關鍵期，就算買保險都要去做些其他東西，因為這個產業太龐大了。
張慶瑞教授提到，我們缺乏的其實是足夠多的人才，科技也是歷史文化，如果沒有歷史、沒有累積，科技是不會出現的。荷蘭在量子科技已經做了30年以上，美中之外，量子強權還有荷蘭、加拿大、澳大利亞，法國總統在前年也講說法國要積極投入，希望能夠變成世界第三名。人才的培育是第一步要做的，台灣應該效法當年發展半導體的做法，趕快送一群25歲上下的年輕人出國培訓，可能送100個人都值得，很多人擔心送出去會不回來，因為現在全世界都缺人，可是不回來也是一種培育，遲早會回來。這是一個長期的變化，從歷史的角度來看，假設它像工業革命銜接牛頓的力學，像半導體革命銜接普朗克的奈米知識，大概未來50年就是這個跑不掉了，現在不培訓年輕人，未來很快就會從市場上慢慢失去競爭力。
除了倡導量子科技，張慶瑞教授也參與了周美玲導演的Q18量子科幻戲劇，安排三位中文系的編劇參加了當時在台大舉辦的五天四夜高中量子物理營，學習量子知識。並且派了一位學生和編劇們互動了2年來寫劇本。周美玲導演當時拍一集預算600萬，共拍了10集就要6000萬的預算。向文化部申請到1200萬，碰巧張慶瑞教授剛好在一次的會議上跟鴻海董事長劉揚偉提到有這麼一件事，最後劉揚偉董事長在聽完報告後表示願意支持剩下的部分，Q18量子科幻影集也終於開拍，目前正在後製作中。
張慶瑞教授認為量子科技的發展會分成三個階段，第一個階段是量子突破，未來5～10年會出現；第二個階段是量子優勢期，這個時期可能是20年；最後會進入量子生態，地球上到處是量子，這是最終結果。節目非常精彩，一起來觀看張慶瑞教授探討量子科技的崛起與應用觀點吧！
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