一、    前言

量子計算是一種直接利用量子力學定律進行計算的方式，目的在於提高計算性能，由於量子位元(qubit)的特性，計算能力以倍數成長，可同時探索大量的計算路徑，使量子計算變得更快，相較於傳統電腦的運算能力，量子計算具備非常強大的計算能力，可在短時間內解決複雜的問題，進而縮短產品的研發時程，因此，汽車產業正在探索量子計算之應用潛力，以提高產業價值。依據McKinsey研究顯示，在2025年到2030年間，量子計算將對汽車產業產生重大經濟影響，用於處理大量數據，加快自駕車之學習速度、加速新技術的研究與開發、提供車輛最佳的行駛路線，以及找出車輛製造的最佳方法與材料參數，進而增加車輛安全。

二、    工作原理簡介

傳統電腦使用位元(bit)作為數據單位進行編程，每個位元可儲存數值「0」或「1」，一次只能處理一組輸入與一組計算；而量子計算使用量子位元，可以同時儲存數值「0」、「1」的任何組合，並依據疊加原理(Superposition Principle)，同時進行多組輸入與多組計算。當多個數據單位輸入到量子位元中，這些量子位元與其他量子位元進行交互作用，允許數據同時進行大量計算，此為量子計算較傳統電腦計算快速之原因；然而，量子計算無法提供一個明確的答案，僅能得到一個範圍而不是一個答案，但可以進行多次計算，更進一步地縮小範圍，藉此來排除大量數據，增加計算結果的可靠性、節省計算時間。

三、    關鍵技術
量子計算的具備強大的運算能力，其關鍵技術說明如下(圖1)：

(一)量子模擬(Quantum Simulations)：以微分幾何(Differential Geometry)與偏微分(Partial Differential)方程式的數學方法來模擬材料特性，決定熱傳導(Heat Transfer)、質量傳導(Mass Transfer)、流體力學(Fluid Dynamics)、壓縮流動(Compressible Flows)等參數，適用於電池材料的選擇與開發。
(二)最佳化問題(Optimization Problems)：將超大自由度(Feedom)的量子狀態，作為擴展量子計算之途徑，以更高速度儲存、處理、檢索數據，適用於城市交通流量的最佳化管理，提供結合多種運輸方式之車輛路線編排，以及減少供應鏈違約之可能性。
(三)結合量子計算與人工智慧技術：量子計算有助於加速人工智慧的發展，以更強大的計算能力來幫助機器學習，處理更大量的數據，適用於新的管制流程。

四、    應用機會

量子計算能在數小時的計算時間內來解決問題，找到問題的答案，汽車產業之研究人員正在開發汽車領域中的量子計算應用機會，如下(圖2)：

(一)供應商與供應鏈之管理：公司使用量子計算，研發產品的最佳生產方法，改善能量儲存系統、冷卻系統之設計，從模擬材料的動力學特性來開發輕質結構材料、黏著劑、電池材料，亦能透過機器人的路線或物流運輸方式之模擬與預測，提高物流的準確性，以增加產品價值。
(二)汽車製造商與維修商：在車輛製造期間，使用量子計算來進行車輛的研發與設計，開發自動駕駛軟體的演算法、車間通訊(Vehicle to Vehicle Communications)技術、模擬車輛碰撞行為、隔音效果，以及預測性維護軟體，以提高車輛性能、增進車輛安全，且計算時間將從週數縮短至秒數。
(三)交通服務商：共享交通參與者可以使用量子計算來提供最佳化的行車路線，進而降低成本、提高效率、增進運輸安全性；亦能透過模擬來預測地理環境狀況之變化，評估風險。

五、    未來展望
許多汽車廠商已經宣布開始積極進行量子計算研究，努力克服量子位元因波動性可能造成輸入丟失或變更，導致計算結果準確性降低之問題；未來，在硬體方面，硬體公司正在開發雲端量子計算服務，以及量子計算硬體與託管模擬器之訪問途徑，讓用戶不需再設置硬體設備，即可選擇與使用該服務；在軟體方面，軟體公司正在開發車用量子計算軟體及應用程式，以提高汽車產業價值，增進產業收益。