IBM 位於德國的量子運算系統 ibm_aachen 在 10 月 30 日發生服務中斷，令雲端量子運算平台的可靠性問題浮上水面。IBM 於當日清晨發布公告，表示該量子電腦在 Qiskit Runtime 服務中暫時無法使用，公司正積極修復系統。
這台搭載 156 量子位元的 Heron r2 處理器於 2025 年 4 月啟用，儲存於 IBM 位於德國斯圖加特附近的歐洲量子數據中心。量子運算系統的停機事故，恰好發生在 Microsoft Azure 及 AWS 等傳統雲端平台接連出現重大故障之際，顯示雲端基建的脆弱性已經延伸至仍在發展當中的量子運算領域。
量子電腦穩定性成技術樽頸
量子運算系統本身的技術特性導致其穩定性遠低於傳統電腦。量子電腦即使正常運作時也缺乏容錯能力，可能產生錯誤或無法完成任務。量子位元必須維持在穩定狀態才能運作，溫度變化或磁場干擾會引發「量子退相干」現象，令量子疊加態或量子糾纏態難以維持，導致運算無法進行。
傳統電腦的電晶體極為穩定，量子電腦卻受「退相干」問題困擾，量子位元因環境干擾而迅速失去狀態。商用量子電腦需要大量屏蔽設施及物理保護措施維持量子位元的可用狀態，但 IBM 在斯圖加特的設施顯然未能完全防止故障發生。
錯誤修正技術為穩定性關鍵
量子運算系統要保持穩定，錯誤修正技術的發展至關重要。目前的量子電腦錯誤率高達每數百次運算便出現一次錯誤，主要源於量子位元的脆弱性質，環境干擾及退相干會影響其量子狀態。一旦錯誤率降至百萬分之一（MegaQuOp 級別），真正實用的應用將開始出現，而更大型的演算法則需要十億分之一甚至萬億分之一的錯誤率。
IBM 解釋，創造愈來愈多能夠以最少物理量子位元執行量子電路的邏輯量子位元，對於規模化量子運算至關重要。在此之前，業界一直未能發表在無需不切實際的工程開銷下建構容錯系統的明確路徑。IBM 最近宣布成功在 AMD 的現場可編程閘陣列晶片上即時運行量子演算法，該演算法可用於動態偵測及修正量子位元錯誤，讓量子晶片在運行時能夠持續穩定運作。
IBM 公布 2029 年容錯量子電腦路線圖
IBM 公布計劃在 2029 年前推出大規模容錯量子電腦 Starling，預計運算能力將是現今量子電腦的 20,000 倍。IBM 自 2020 年起一直依循量子路線圖透明地工作，逐步實現實用量子運算所需的步驟。最近修訂的路線圖投射出通往 2033 年及以後的路徑，至今已成功達成每個里程碑。
IBM 行政總裁 Arvind Krishna 曾表示，公司正按計劃在本世紀末前在錯誤修正及相干時間方面取得重大進展。Arvind Krishna 指出 IBM 在管理這些挑戰方面取得穩步進展，將相干時間（量子位元維持量子狀態的時長）提升至約十分之一毫秒。目標是將其延長至完整的一毫秒，他相信這將使量子電腦能夠執行現今傳統機器無法完成的計算。
BCG 預測：量子運算創 8,500 億美元價值
企業應該如何評估量子運算的商業應用價值，並為未來做好準備？BCG 預計量子優勢最快在 2025 年成為現實，協助企業識別早期可以把握的機會以及更長遠的目標。量子技術承諾革新現有行業如能源、醫療保健和航空航天，並創造新行業。量子運算最具前景的應用案例包括：製藥公司可以篩選更大型及更複雜的分子，更好地繪製藥物與目標之間的相互作用圖譜，並縮短開發過程的時間及成本。
BCG 預測量子運算將創造 4,500 億至 8,500 億美元（約港幣 3.51 萬億至 6.63 萬億元）的經濟價值，到 2040 年將支援 900 億至 1,700 億美元（約港幣 7,020 億至 1.326 萬億元）的硬件及軟件供應商市場。BCG 預期量子技術將針對四類運算問題及應用案例：模擬、最佳化、機器學習及密碼學。
專家建議：企業應任命高層推動量子就緒
要在量子運算普及初期就掌握先機，專家認為企業可任命管理層專注量子技術，例如技術總監或資訊總監，領導量子就緒工作，由專注於識別量子可能提供競爭優勢領域的小型技術專家團隊支援。
這些領域可能包括金融業的投資組合最佳化、製藥業的分子模擬或供應鏈的複雜物流建模。贊助人的角色是將這些探索與核心業務目標保持一致，並讓實驗錨定於策略需求。與企業合作評估其量子就緒程度時，Bain & Company 發現企業平均需要 3 至 4 年時間從意識階段過渡到結構化方法，包括策略路線圖、合作夥伴生態系統及試點計劃。
傳統雲端亦非絕對可靠 集中化風險顯現
雲端基建的集中化風險在近期多次重大故障中暴露無遺。Microsoft 在 10 月 29 日的 Azure 及 365 服務發生故障，社交媒體用戶報告無法存取其網站及在 Microsoft 產品上運行的服務。問題於美東時間上午 11 時 40 分左右開始，Microsoft 表示正在處理影響 Azure Front Door 的問題，該問題正影響某些服務的可用性。
服務中斷發生在較大競爭對手 AWS 於一週多前報告重大故障、導致眾多網站癱瘓之後。AWS 在當日全天表示客戶在嘗試在 EC2 中啟動新實例時觀察到「錯誤率上升」。AWS 以 32% 市場佔有率領先雲端基建市場，Azure 以 23% 位居第二，Google 雲端部門則佔 10%。
量子產業迎來轉捩點 企業宜及早佈局
量子運算產業正處於從實驗室研究邁向商業應用的關鍵轉折點。Microsoft 在 2024 年 11 月成功與 Atom Computing 合作創建及糾纏 24 個邏輯量子位元。IonQ 透過其光子互連技術開拓量子網路，實現多個量子處理單元之間的糾纏。量子運算不會取代傳統運算，而是補充傳統運算，成為廣泛解決方案組合的重要部分。
量子運算將扮演針對性角色，解決傳統系統力有不逮的特定問題。企業必須認知到量子技術仍處於初期階段，系統停機及錯誤率高企屬於預期範圍內的挑戰。量子電腦用戶知道該技術仍處於起步階段，因此可能容忍停機時間。量子運算的商業價值將在未來數年逐步實現，企業現在投資建立能力及合作夥伴關係，將在這場技術革命中佔據有利位置。
來源：IBM