士丹利周记｜量子霸权 (上） | 士丹利周

當傳統晶片走到盡頭，下一場運算革命會是量子電腦嗎？從AI到量子：哪一項基礎科技值得你提前布局？過去五年芯片股暴漲，下一個十倍機會在哪裡呢？

大约五年前，我开始系统性地研究半导体产业的发展与其供应链，当时还鲜有人关注其投资潜力。如今回首，当年踏足Nvidia、台积电、Broadcom、ARM等公司的投资者，大多已获得数倍回报。在AI与高速运算推动下，芯片成为推动数位转型的心脏。但正当传统矽基晶片发展逐步逼近物理极限，我们也许是时候将目光转向下一个科技浪潮 — — 量子电脑。

传统芯片的极限已近

对芯片产业稍有涉猎的朋友，大概都知道台积电即将量产2奈米制程的晶片。不过，这个「2奈米」其实并不代表晶体管的实际尺寸，而是一个业界的代称，用来描述晶片效能、功耗与密度的相对指标。

目前无论是台积电、三星，还是Intel，都已转向使用GAA（Gate-All-Around）晶体管架构，以进一步提升电流控制力并减少漏电流，这是迈入2奈米甚至更小制程的关键技术。但再往下发展就会面对一个几乎无法绕过的瓶颈：矽材料的物理限制。

要知道，一个矽原子的直径约为0.2至0.3奈米，而当制程缩小至1奈米时，已经相当于只有3到5个矽原子的宽度。在如此微观的尺度下，量子效应开始干扰电流的稳定传输，使得矽基晶片难以再进一步缩小。这些根本性的物理障碍意味著，即使最先进的晶圆代工技术，也将逐步逼近极限。当算力的需求持续膨胀，传统路径已无法满足未来十年的运算需求，这正是量子电脑大放异彩的关键背景。

量子电脑不是科幻，而是突破口

许多投资人往往对一些响亮的科技名词趋之若鹜，一听到「量子」，便以为它等同于未来。但如果不理解其本质，便难以做出正确的投资判断。首先，「量子」并不是一种粒子，而是描述微观世界的物理现象的单位概念。在原子与电子的世界里，物质的能量、动量、位置都不再像经典物理中那样连续变化，而是以特定的「量子」值跳跃式变动，这正是量子力学的核心。

在这基础上，量子电脑诞生了。它不是传统意义上的升级，而是一种运算逻辑与硬体架构的根本性颠覆。它利用三个核心特性：

量子叠加（Superposition）：传统电脑的位元只能是0或1，而量子位元（qubit）则可以同时是0与1，极大提升资讯的处理效率；

量子纠缠（Entanglement）：一个量子位元的状态会影响与它纠缠的另一个位元，使得资讯传递更为高效；

量子干涉（Interference）：透过波动的叠加效应，强化正确答案、消除错误答案，加快计算收敛速度。

这三种效应的结合，使得量子电脑在处理特定问题时展现出指数级的优势，尤其适合应用于密码破解、药物模拟、材料分析与复杂优化问题等领域。

关键里程碑：从理论到云端

量子电脑的研究其实已经超过二十年，以下是几个具有代表性的发展节点：

2001年：IBM与Caltech合作，利用NMR（液态核磁共振）技术，成功运行7个qubit的量子电脑，完成基本量子演算法。
2007年：D-Wave展示了全球首台量子退火电脑原型，并于2011年推出商用产品D-Wave One。
2016年：IBM推出Quantum Experience计划，首次开放让全球用户免费透过云端操作5 qubit的超导量子电脑。
2019年：Google宣布达成「量子霸权（Quantum Supremacy）」，Sycamore处理器在数分钟内完成一项传统超级电脑需要万年计算的任务，震撼全球科技界。

尽管距离商用普及仍有一段距离，量子电脑的发展已进入技术整备与应用探索的阶段，投资人若能提前布局，便有机会享受下一波运算革命的果实。