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不用等15年 顛覆行銷與物流,量子運算如何成為企業神隊友?

Google發表運算能力驚人的量子運算晶片Willow後引爆市場想像。儘管黃仁勳估計有用的量子電腦還需要超過15年才會出現,現在已經有企業在運用量子運算快速解決棘手難題。

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輝達(Nvidia)執行長黃仁勳在消費電子展(CES)提到「有用的量子電腦還要15到30年才能問世」,重燃市場對量子運算技術的疑慮,Rigetti Computing、D-Wave Quantum、IonQ、Quantum Computing Inc等量子運算妖股應聲暴跌。

科技記者史奈德(Jason Snyder)表示,黃仁勳的說法或許適用於完全可擴展的泛用量子系統,但忽略了量子運算已經帶來的實際價值。

量子運算不再只是物理學家或未來學家的抽象概念。量子運算正在透過解決傳統系統無法處理的問題,重塑各個產業。從市場物流到預測性分析,量子運算也在改變決策方式,為企業面臨的最複雜挑戰提供更快速、有效的解決方案。

黃仁勳只關注「非常有用」的量子電腦,但我們不該忽略當前漸進而重要的進展。早期採用者已經在利用量子運算技術最佳化物流、使營運更流線化,並以傳統系統無法達到的速度發掘新的洞察。

現今的預測性數據分析工具是強大,但在指數級的複雜性面前不堪一擊。傳統電腦系統即使透過機器學習增強,依然是設計成按照順序來評估問題。舉例來說,要最佳化一場全球行銷活動,需要同時平衡預算分配、消費者偏好和管道策略,並即時應對不斷變化的狀況。

傳統電腦不太擅長處理這種問題。變數的龐大數量,讓解決這類問題如同大海撈針。相比之下,量子運算能同時處理多種可能性,因此成為應對這種複雜性問題的獨特解決方案。

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傳統運算跟量子運算的根本差異,在於處理資訊的方式不同。傳統電腦用0和1記錄電子訊息,也就是傳統的二進位制。量子電腦則是使用量子位元,量子位元處於疊加態,也就是同時處於0和1兩種粒子狀態,因此量子電腦可以同時評估無數的可能性,大幅減少計算時間。

量子力學的另一個基礎是「糾纏」(entanglement),也就是指兩個或多個粒子在量子態上產生密切關聯,無論它們相隔多遠,其中一個粒子的狀態改變會立刻影響到其他粒子的狀態。透過「量子糾纏」原理,量子系統能更有效地合作解決複雜問題,使計算能力實現指數級飛躍。再搭配波粒二象性,使量子系統能在機率和不確定性中找到最好的解決方案,就成為大規模解決最佳化問題的理想工具。

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量子運算在行銷物流等領域已經證明了自己的價值。以一場全球性行銷活動為例,廣告投放地點、預算分配與時機決策涉及成千上萬個變數。用傳統方法分析可能需要幾個星期,量子系統則能在幾分鐘內解決問題。例如,利用「量子退火」技術,能同時評估所有潛在的行銷活動配置,找出最有效的策略。

量子退火是運用量子力學原理,找出複雜組合最佳解,特別適合用來處理大型的問題,例如最短路徑、資源分配。量子退火的核心概念是模擬量子粒子在多個可能狀態之間的隧穿效應,逐見降低量子亂度,讓系統穩定在最低能量狀態,找出最佳解(全域最小值)。

這不只是紙上談兵,已經有企業在實際運用量子技術。他們用來:

‧動態重新分配預算,最大化投資報酬率(ROI)。
‧配合即時消費者情緒,安排推出行銷活動的時間。
‧最佳化跨平台的廣告投放,以達到最高參與度。

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運用量子運算可以減少浪費、更迅速地執行工作,還能更深入地洞察消費者行為。

有誰在做量子電腦?

總部在加州、在加拿大創立的D-Wave Quantum Inc在2011年成為第一家販賣量子電腦的公司。IBM、Alphabet、亞馬遜和許多新創也都做出了可以使用的量子電腦。

最近,像微軟(Microsoft)這樣的企業也在打造可擴展且實用的量子超級電腦方面取得進展。英特爾(Intel)開始向研究人員提供自家最新的矽量子晶片,該晶片內的電晶體比其他類型的量子位元小了多達一百萬倍。

Google和IBM,以及新創公司Universal Quantum和PsiQuantum Corp則宣稱會在本世紀末之前做出實用的量子超級電腦。此外,中國正在建設一座價值約100億美元的國家量子資訊科學實驗室。

量子運算加上AI會怎麼樣?

量子運算在最佳化方面表現傑出,搭配人工智慧(AI)的話就能釋放更多潛力。

AI擅長識別模式、預測建模,但在處理海量數據集時,常會因計算瓶頸而受限。量子計算則能突破這些障礙,使AI更快提升能力。

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量子強化的AI能夠:

‧透過平行處理大量數據集,加快訓練速度。
‧透過同時評估所有可能結果,做出更精準的預測。
‧解決棘手的問題,例如即時、高度個性化的顧客體驗。

對企業來說,使用量子運算最佳化的數據訓練AI模型,能夠獲得新的洞察,推動更精確、有影響力決策。

值得注意的是,量子運算的效能取決於處理的數據品質。要成功運用量子技術,我們還是需要乾淨、結構化、可轉化為行動的數據。如果沒有經過嚴謹準備的數據,即使是最先進的量子運算也會失效。

也就是說,企業應該優先投資更好的數據渠道,為量子運算帶來的轉型潛力做好準備。

量子運算科技還在早期發展階段,硬體需要在接近絕對零度的低溫等條件下才能運作。此外,量子運算不是通用性技術。量子系統在最佳化和模擬等特定領域表現出色,但主要作用是補充傳統電腦,而不是取代它。目前混合量子與傳統運算的系統也正在弭平兩者之間的落差,邁向更廣泛的應用。

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量子電腦不是科技巨頭的專利。其他規模的企業,也可以這樣做準備:

1.    找出最佳化問題:思考哪些決策牽涉到大量變數,例如資源分配或定價策略。

2.    用量子平台做實驗:使用像D-Wave的Leap或是IBM的Qiskit等雲端工具,在不需要鉅額投資的情況下試試量子演算法。

3.    準備數據:量子運算依賴乾淨、高品質的數據。你可以對數據去蕪存菁,最大化未來應用的潛力。

4.    從小處著手:在整個組織內大量使用量子解決方案前,可以先專注在特定的使用場景上,例如最佳化廣告活動、物流排程。

(資料來源:Forbes、Bloomberg)

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