100張圖搞懂量子電腦產業鏈：全面解析量子電腦的技術、產業及運用，提前洞悉產業強大潛在趨勢與商機，讓你的投資贏在最前面! (1版)

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【簡介】 　　本書為了讓非理工背景的讀者也能看懂、理解、甚至具備初步判斷量子電腦趨勢的能力。 　　許多人因為對新科技的不了解而被騙，或在資訊混亂中做出錯誤決定，這在量子電腦的世界中更是屢見不鮮。從社群平台上充斥著誇大其詞的宣傳，到金融市場出現打著「量子概念」名號的股票與投資標的。 　　對大眾而言，量子電腦既神秘又遙不可及。實際上，多數人對這個科技新寵的了解仍停留在「它比現在的電腦快很多」的模糊印象，卻無法說清楚它到底快在哪裡、為何快、何時能用。 　　為了讓非理工背景的讀者也能看懂、理解、甚至具備初步判斷量子電腦趨勢的能力，我們撰寫了這本圖解式的產業鏈導覽書。這本書用100張圖表，搭配簡明的說明文字，帶領讀者逐步掌握量子電腦的基本概念、核心技術、實際應用、主要企業與未來挑戰。從物理原理開始，直到產業應用、商業模式及投資機會，本書希望成為你認識量子時代的第一本地圖。 　　你聽過量子電腦，但你真的知道它怎麼運作嗎？ 　　傳統電腦的邏輯建構在「位元」（bit）之上，每個位元的狀態只能是0或1，任何運算都由這兩個數值的組合組成。但量子電腦的運作基礎是「量子位元」（qubit），它可以同時是0也是1，這種現象稱為「疊加態」。更重要的是，量子位元之間還可以發生「糾纏」，也就是一個量子位元的變化會立即影響到另一個無論距離多遠的量子位元。 　　這種運作模式讓量子電腦可以同時處理大量資訊，並在特定類型的運算上遠勝於傳統電腦，特別是如因式分解、模擬複雜分子結構、優化問題、機器學習等高難度任務。舉例來說，如果用傳統電腦要花上數千年才能完成某些密碼破解任務，量子電腦可能只需要幾分鐘。 　　但這也不代表量子電腦能取代傳統電腦。量子電腦並不是萬能機器，它只在特定用途上具有壓倒性的優勢。在現今的技術條件下，量子電腦還有許多限制，例如量子位元難以穩定、容易受到環境干擾導致錯誤發生率高等問題，因此需要搭配「量子糾錯」機制才能真正可用。 　　本書以直觀圖像輔助，從量子物理的疊加、糾纏特性出發，帶領讀者理解量子邏輯電路的組成，再進一步進入量子演算法的核心設計概念，如Shor演算法、Grover演算法等。對於完全沒有物理背景的讀者，我們也以比喻法搭配插圖方式協助入門。 　　從研究室到市場，誰在推動量子電腦產業？ 　　目前全世界的量子電腦發展者可以分為幾種類型：首先是科技巨頭，包括IBM、Google、Microsoft、Amazon等公司，他們各自採取不同的量子電腦架構。例如IBM主推超導量子位元，並公開展示其量子電腦路線圖；Google曾宣稱實現「量子霸權」；Microsoft則選擇更具挑戰性的拓樸量子位元路線，期望以最少的錯誤率擊敗其他實現技術。 　　另一類是新創公司，如Rigetti、IonQ、PsiQuantum、Quantinuum等，這些公司大多專注於某一特定技術路線，像是離子阱、光子量子電腦、冷原子技術等。他們雖然規模較小，卻因專注而具備技術突破潛力，許多也已經在NASDAQ上市，成為資本市場關注焦點。 　　此外，一些傳統硬體廠商與量子元件供應商也逐步進入量子產業鏈，包括製造極低溫系統的Bluefors、量子晶片封裝技術的FormFactor，以及提供量子軟體開發環境的Zapata、Q-CTRL、Classiq等。 　　政府也在其中扮演重要角色。美國、歐盟、中國、日本、加拿大等都投入巨額預算，推動量子科技發展與產業化。以中國為例，中科院領導的量子通訊衛星「墨子號」及量子加密通訊系統已在全球引發高度關注；而美國則透過國家量子計畫法案（National Quantum Initiative Act）整合學研資源，加速產業佈局。 　　對於一般讀者而言，最直接的興趣在於：量子電腦何時才能用？我們何時能在生活中真正體驗到量子電腦的應用？答案是：量子電腦並不會突然「登場」，而是會逐步滲透在金融分析、藥物開發、新材料設計、物流最佳化等應用領域，讓企業的決策更精準、運算更快速。我們不會像換手機那樣「使用」量子電腦，而是會在背後的雲端或資料中心裡，悄悄地與它共同運作。 　　最後，我們也不可忽視量子電腦發展過程中可能遭遇的困難與風險。除了技術難關與製造成本外，量子運算對現有資訊安全體系是一大衝擊。例如一旦量子電腦能有效破解RSA或ECC等常見加密演算法，全球金融與國防通訊系統將面臨巨大的威脅。因此，後量子加密（Post-Quantum Cryptography, PQC）也正被各國納入政策規劃重點。 　　我們也須警惕過度炒作與投資泡沫的問題。許多「量子概念股」在尚未實現技術的情況下便估值過高，造成市場誤判。理解技術的真實狀況、發展節奏與產業鏈脈絡，才能做出明智的商業或職涯選擇。誠如巴菲特的名言：永遠不要投資你不了解的生意（Never invest in a business you cannot understand）。 　　這正是本書的初衷──讓你看懂這場科技革命，而不只是被動聽信。透過100張圖，我們試圖讓你從陌生走向理解，從理解走向判斷，從判斷走向行動。 　　量子時代已經來臨，你準備好了嗎？ 本書特色 　　＊用「你聽得懂的話」解釋「別人講不清楚的東西」 　　很多人一聽到「量子電腦」，不是直接跳過，就是聽到幾個關鍵字就昏了頭。本書不會用艱深的公式，也不會堆砌難懂的術語，而是用你聽得懂的方式，告訴你什麼是量子位元、什麼是疊加、什麼是糾纏，為什麼量子電腦能做傳統電腦做不到的事。我們把這些複雜的科技，拆成圖、拆成故事、拆成比喻，一步步讓你真的懂、而不是「假裝懂」。 　　＊不是只講技術，而是完整解剖整條量子產業鏈 　　你在其他地方看到的多半是「某家公司做出新晶片」、「某某國發展量子通訊」的新聞，但你其實不知道背後的關聯。這本書用 100 張圖，把整個量子產業鏈畫給你看。從硬體技術、雲端平台、控制與量測，到通訊安全、感測應用，甚至是哪幾家公司、哪幾個政府單位正在投入、各自走的是哪條路線，你一目了然。不管你是學生、投資人、工程師，還是只是有興趣的讀者，都能在這裡找到你想要的那塊拼圖。 　　＊幫你避開騙局、炒作與幻想，做出明智的判斷 　　面對一項還在成長中的前沿科技，「過度期待」與「過度忽視」都是風險。本書不唱衰，也不造神，而是用中立、全面的方式，讓你看懂哪些技術真的有突破、哪些應用還是紙上談兵，哪些公司值得關注，哪些可能只是掛羊頭賣狗肉。你不需要成為專家，但你一定要有判斷力。這本書的目的就是：幫你培養這樣的眼光，避免你做出錯誤的投資、職涯或政策決定。  【目錄】 作者序 Chap.1   量子電腦基本認知與實現技術  1.        何謂量子？何謂量子電腦？  2.        量子位元、疊加態、糾纏態  3.        量子電腦難全面取代現行電腦  4.        通用型與非通用型量子電腦  5.        通用邏輯閘型量子電腦 6.        退火型量子電腦  7.        量子啟發最佳化電腦 8.        神經型態電腦 9.        混合量子經典運算  10.        量子電腦實現技術  11.        超導迴路技術 12.        離子阱技術 13.        鑽石空位技術 14.        拓樸量子技術 15.        光量子技術 16.        中性原子技術 17.        矽自旋技術 18.        核磁共振技術 19.        氦電量子技術 20.        量子霸權、量子容量 Chap.2   量子電腦現行與潛在應用 21.        量子位元決定應用範疇 22.        最佳化問題：工作排程  23.        最佳化問題：維修排程 24.        能源金融商品預測 25.        衍生性金融商品定價  26.        油品事業的化學研究 27.        用於天氣預測  28.        金融詐欺更精準偵測  29.        新材料開發 30.        新藥物探索與開發  31.        減少交通壅塞 32.        製造業製程與研發設計精進 33.        搜尋引擎加速  34.        非對稱式密碼破解 35.        量子運算應用的真實價值  Chap.3   量子硬體電腦系統、組件概念股  36.        量子電腦硬體商 37.        量子電腦硬體商（通用邏輯閘型） 38.        量子電腦硬體商（退火型） 39.        量子電腦硬體商（數位退火型） 40.        量子電腦硬體商（混合量子經典）  41.        低溫設備與測試設備商  42.        雷射與光學元件商 43.        控制電子與信號處理硬體商  44.        量子電腦商零件、代工業務  45.        量子電腦相關硬體商 Chap.4   量子軟體技術、雲端服務概念股 46.        認識量子電腦軟體堆疊  47.        量子計算程式語言商  48.        量子軟體開發套件與框架商  49.        量子軟體演算法 50.        量子應用程式開發商 51.        量子電腦模擬器軟體、服務、設備商 52.        量子程式編譯器軟體  53.        量子計算錯誤更正軟體 54.        量子電腦控制軟體 55.        量子電腦效能標竿測試軟體  Chap.5  量子運算整合、支援概念股 56.        國際公有雲服務商  57.        量子電腦商直營雲端服務 58.        量子資訊系統整合商 59.        企業管理顧問公司 60.        量子運算企業培訓服務 61.        量子科技產業聯盟、協會 62.        量子科技研究大學 63.        量子科技新創加速器、孵化器、育成中心 64.        科技業創投與科技大廠策略投資 65.        量子電腦架構技術授權商  Chap.6    量子通訊、資安、感測概念股 66.        量子通訊、量子資安、量子感測 67.        量子金鑰配發方案商  68.        量子金鑰配發技術試煉及競賽 69.        量子金鑰配發已在特許行業獲肯定 70.        後量子密碼技術 71.        後量子密碼技術方案商 72.        量子亂數產生技術及方案商  73.        量子感測技術商機  74.        量子感測器主要業者  75.        具顛覆潛力的量子羅盤  Chap.7   量子電腦產業與市場分析 76.        全球量子電腦市場預測 77.        量子電腦尚處於前期高垂直性市場 78.        IBM居量子電腦領導者地位 79.        量子控制軟體市場  80.        前景展望佳的量子運算即服務（QCaaS）市場 81.        全球量子資安市場預測  82.        量子運算跨足量子通訊、資安、感測 83.        三大公有雲商在量子領域具可觀潛能  84.        退火、混合量子經典市場先行  85.        從量子產品展望評估投資前景  86.        從關鍵客戶、關鍵合作評估營運支撐性 87.        謹慎態度檢視量子新創借殼上市 88.        台灣量子國家隊 89.        量子國家隊業務屬性分析 90.        台灣量子運算系統概念股 Chap.8   量子電腦發展變數與隱憂 91.        量子位元數擴增的挑戰  92.        專業質疑論點不可忽視 93.        現行運算戲劇性效能推升 94.        行銷詞可能誤導真正量子技術產品推展 95.        演算法豐富度也影響應用潛力 96.        紅極一時的OpenStack或可為鑑 97.        其他潛力技術的投資機會成本 98.        理論科學考驗時間 99.        地緣政治風險的潛在可能 100.        國家學研計畫或產業補助的過早收手  

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量子電腦應用與世界級競賽實務

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量子電腦應用與世界級競賽實務 系列名：社會用書系列 ISBN13：9789860693140 出版社：一品文化 作者：林志鴻-總編輯;張仁瑀;徐育兆;林橋毅;劉子睿;林侑恆-聯合編著 裝訂：平裝 規格：26cm*19cm*2.5cm (高/寬/厚) 重量：720克 版次：1 出版日：2021/11/30 中國圖書分類：量子論 內容簡介 　　適用對象 　　本書為Q世代而生，適合對量子電腦有興趣的中學、大學生，到想了解趨勢與技術細節的企業老闆 　　使用功效 　　本書從簡到難，從入門到進階都有詳細的講解，我們以粗淺，而不失深度的量子物理和量子計算的基礎數學開場，再到編寫量子程式的 QISKIT 套件，緊接著的是各個發揮量子優勢的演算法，Deutsch-Josza演算法、量子傅立葉轉換、量子相位估計，破解RSA用的Shor演算法，模擬化學的新希望VQE演算法、量子隨機行走，後續也有量子搜尋Grove演算法的教學和實例 。接著是其他書中少見的作者親自參加量子計算相關競賽收穫到的經驗與其中各個題目的詳解，最後以現在最有希望的幾種量子電腦硬體作法簡介壓軸。 　　改版差異 　　全新書 　　書籍特色 　　『Q世代的號角』 　　在21世紀量子科技蓬勃發展，也正式宣告新的世代-Q世代的來臨，不論男女老少，學生、業界，都必須對量子計算略有涉略，而作者群正是走上這條不尋常的道路，雖然一路上崎嶇但風景壯麗，身為Q世代的探路者，我們成績跟能力可能不是特別優秀，但是我們認為在這個世代遇到的人都是跟我們一起開創新世代的同路人，讓我們把這份探索的精神傳遞下去，一起開創屬於我們的Q世代。 本書特色 　　本書的作者群是由SQCS學生量子電腦交流會的總召與副召合力完成，參加過許多國際級的量子計算競賽，甚至在量子計算領域中最大的IBM 2021 Quantum Challenge拿到並列世界第一的佳績，以實作為學習演算法的基礎，不需要先理解艱澀的數學算式，作者群結合自身學習的經驗，統整我們認為最適合的教學模式，從理解量子的歷史、特性，到利用程式實作，最後提供IBM的量子挑戰賽題目使您能夠實際操作，我們更提供詳解，以確保您真正了解問題的處理方式，使您快速進入量子思維。 目錄 Ⅰ導讀 /前言001 Ⅱ歷史介紹 /前言003 介紹與基礎/001 第一章 量子物理的世界 /003 第1 節 從古典物理到量子物理 / 003 第2 節 什麼是量子？ / 011 第3 節 量子現象與實驗發展 / 013 第4 節 量子界的三大支柱 / 017 第二章 數學基礎 / 037 第1 節 複數、三角函數與歐拉公式/ 037 第2 節 向量、矩陣與線性方程組 / 041 第3 節 Linear Transformation / 047 第4 節 Span、線性獨立 / 049 第5 節 特徵值與行列式 / 053 量子計算 /063 第三章 波函數（Wave Function）和狄拉克符號之間的關係 /065 第1 節 向量與函數的內積（inner product） / 079 第2 節 波函數坍縮（wave function collapse） / 089 第四章 量子計算的數學表示/092 第1 節 布洛赫球（Bloch Sphere） / 092 第2 節 疊加態 / 093 第3 節 糾纏態 / 095 第五章 量子測量背後的數學/096 Qiskit 實作 /099 第六章 Qiskit 環境設置 /101 第1 節 Qiskit 介紹 / 101 第2 節 Qiskit 環境安裝教學 / 103 第七章 Qiskit 量子閘實作 /109 第1 節 單量子閘 / 109 第2 節 多量子閘 / 139 第3 節 Qiskit 實地演練 / 163 第八章 IBM Q Experience / 206 第1 節 單量子位元邏輯閘 / 213 第2 節 雙量子位元邏輯閘 / 223 第3 節 三量子位元邏輯閘 / 229 量子演算法/233 第九章 Deutsch-Jozsa 演算法 /235 第1 節 Deutsch 演算法 / 235 第2 節 Deutsch-Jozsa 演算法 / 237 第3 節 實地演練 / 239 第十章 相位回擊 /242 第1 節 探索CNOT 閘 / 242 第2 節 相位回擊 / 247 第十一章 量子傅立葉轉換 /253 第1 節 傅立葉級數/ 253 第2 節 傅立葉轉換/ 257 第3 節 離散傅立葉轉換 / 257 第4 節 量子傅立葉轉換 / 258 第十二章 量子相位估計 /261 第十三章 Shor's 演算法 /263 第1 節 RSA 加密 / 263 第2 節 Shor's 演算法 / 264 第3 節 實地演練 / 268 第十四章 VQE 演算法 /276 第1 節 變分量子特徵值求解器 / 276 第2 節 變分量子特徵求解器 / 284 第十五章 量子隨機行走 /292 第1 節 古典隨機行走 / 292 第2 節 圓上的量子隨機行走 / 293 競 賽 /317 第十六章 量子電腦挑戰賽 /319 第1 節 2020 IBM 量子電腦挑戰賽 / 319 第2 節 ICPC Quantum Computing Challenge powered by IBM Quantum / 320 第十七章 量子黑客松 /322 第1 節 競賽機制 / 322 第2 節 題目發想 / 322 第十八章 競賽題實作 /335 第1 節 Grover 演算法 / 335 第2 節 熄燈拼圖 / 354 第3 節 四燈問題 / 360 第4 節 殲滅的小行星 / 374 第5 節 訓練量子邏輯 / 406 第6 節 計算n 個位元（大量輸入）的popcount 函數 / 413 第7 節 量子錯誤糾正 / 420 量子硬體 /433 第十九章 古典電腦的硬體 /435 第1 節 NMOS / 435 第2 節 Enhancement type / 436 第3 節 Depletion type / 437 第4 節 PMOS / 437 第5 節 互補型 MOS（CMOS） / 438 第6 節 FinFET / 438 第7 節 GAA / 439 第8 節 二維電晶體/ 440 延伸閱讀 / 442 第二十章 超導電路 /443 第1 節 超導量子電腦、稀釋性製冷機 / 443 第2 節 Superconducting Qubit / 444 第3 節 總結 / 471 延伸閱讀 / 473 第二十一章 離子阱量子電腦（Trapped Ion Quantum Computer） /474 第1 節 離子阱 / 474 第2 節 冷卻離子 / 478 第3 節 原子結構 / 482 第4 節 Qubit 量子邏輯閘實現 / 487 第5 節 Qubit 測量 / 492 第6 節 Qubit 初始化 / 493 第7 節 總結 / 493 延伸閱讀 / 495 第二十二章 Qiskit Pulse /496 第1 節 超導量子技