量子運算即將邁入一個重要階段—量子優勢（Quantum Advantage）時代；量子電腦能夠比傳統電腦更準確、更具經濟效益、或更高效地執行特定運算任務。IBM預測，從現在到2026年底，量子科技發展可望首先在產業應用進入量子優勢階段。IBM正致力於在2029年推出大規模可容錯量子電腦。

IBM始終認為，實現量子優勢不是單靠IBM一己之力，而是需要與生態系夥伴密切合作，在其專業領域如化學、金融和製藥等共同探索量子演算法和應用；國立臺灣大學是IBM在推動量子運算的重要合作夥伴之一。我們相信，企業從現在開始探索與採用量子科技、並參與探索量子優勢，將能在未來技術成熟時獲得最大效益。

包羅萬象的量子運算優勢並非在某個關鍵時刻突然迸發，而是在不同時間點、在不同領域以各種應用形式出現在世人面前。儘管尚未獲得驗證，目前已有一些量子優勢的初期主張問世。我們期望各研發團隊提出更多具有說服力的量子優勢假設；每一項主張都將受廣大量子生態系的審視，利用尖端技術進行驗證或反駁假設。

IBM攜合作夥伴投入量子電腦實驗-科學工具邁向嶄新里程碑

為什麼IBM對量子的未來充滿信心？因為我們已經證明量子運算是一項實用的科學工具，能夠執行並超越透過傳統系統模擬量子運算無法處理的運算任務。在IBM與日本理化學研究所（RIKEN，以下稱理研）及美國克里夫蘭醫學中心（Cleveland Clinic）的合作中，已經執行了有助於新藥研發的運算，且展現了超越僅靠傳統近似運算的潛力。

我們正與合作夥伴進行一系列量子電腦實驗，目標是突破單獨傳統運算的極限。同時，量子生態系的研究人員也持續透過創新的經典演算法，驗證量子優勢的相關主張。

IBM的目標是在2029年建造真正的容錯型量子電腦；它需要仰賴量子糾錯技術實現可能的創新應用。根據IBM的量子發展路徑，IBM正在打造名為IBM Quantum Starling的量子電腦—預計於2029年問世。它將使用200個邏輯量子位元進行1億次量子運算，其效能將超越無數台傳統超級電腦的記憶體總和。2025年六月，IBM發表了實現這個目標的完整計畫，列出建構這套量子系統所需要的所有步驟，結合量子糾錯編碼與解碼的最新技術，以及實現量子互連的模組化架構。

IBM所創造的優勢將實現具有商業價值的應用，我們也計畫將這些優勢應用在IBM Quantum Starling 上。IBM已經開發出多項新技術，可降低甚至消除量子電路中因雜訊產生的期望值偏誤，這類技術被稱為誤差緩解技術（Error Mitigation Techniques），能減少雜訊干擾。誤差緩解技術是實現2026年量子運算優勢的關鍵，將在早期容錯量子時代中扮演重要角色。

各方實驗持續展開驗證-量子優勢漸露曙光

目前，已有多家IBM合作夥伴研發出強大的誤差緩解技術，並將其納入IBM提供給量子軟體開發平台生態系的Qiskit Functions Catalog服務目錄。透過這些技術，使用者能更有效地使用今日最先進的量子電腦，將其能力延伸至可展現量子優勢的領域。正因如此，使用IBM的量子電腦的使用者已經開始準備撰寫發表量子優勢的假設。

2025年五月，新創公司Kipu Quantum的研究團隊宣布已經實現「運行時量子優勢（Runtime Quantum Advantage）」，其量子演算法在處理密集與高階的無約束二元優化問題時，運行速度比專用的傳統求解器更快。隨著硬體的能力持續增強，研究人員預期未來的運行速度將提升數個數量級。

另一家新創公司Q-CTRL也將IBM量子系統與傳統、量子退火與離子阱等不同技術進行優化測試，成功地將可解問題的規模提升超過四倍，效能優於常用的傳統求解器。日前，Q-CTRL與英國鐵路網公司（Network Rail）合作開發的排程解決方案，展示了迄今最大規模的受約束量子優化，加速實用量子優勢落地的腳步。

此外，一套結合量子與傳統運算資源的變分演算法，也已被證實能夠提供與現今最佳傳統近似方法同樣精確的解答。這主要得益於變分原理的本質，量子優勢在化學和材料科學領域的突破似乎已近在眼前。

2025年六月，日本理研與IBM展示了以此技術模擬氮分子與兩種鐵硫簇（2Fe-S與4Fe-2S）分子的實驗結果：運用高達77個量子位元的IBM Quantum Heron處理器，執行高達3,500次雙量子位元閘操作，並結合理研與富士通共同研發的超級電腦富岳（Fugaku）進行模擬。這些基於量子的運算，已超越傳統精確模擬的極限，並展現出量子與超級電腦整合後的可能優勢。

此外，IBM與東京大學的研究人員也於《Nature Communications》期刊發表了一篇論文，展示該方法應用在材料科學領域的傑出成果。

投入量子研發的最佳時機

我們相信，這是一場馬拉松，而非百米賽跑。隨著IBM繼續推出效能更高的量子電腦，整個量子生態系需要持續發展新的演算法，才能為世人創建真正具備實用價值的量子應用。

現在正是投入量子運算的最佳時機。