編按：本文綜合整理自 IEEE Spectrum 報導、arXiv 預印本 2606.25313，並加入 Siami 編輯部觀點與產業脈絡分析。
美國加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）電機系副教授 Kerem Çamsarı 與斯坦福博士後研究員 Navid Anjum Aadit 等團隊，成功以 18 顆商用 FPGA 拼出全世界最大的「概率電腦」——內含 100 萬個「概率位元」（p-bit），總翻轉速率突破每秒一兆次。這份 6 月 24 日發表於 arXiv 的成果，被視為「不靠量子力學也能解決超大規模優化題」的替代賽道，正式走出實驗室。
一百萬個 p-bit 到底是什麼？
傳統電腦的位元（bit）非 0 即 1，量子位元（qubit）可以同時處於 0、1 與中間態的疊加；而 p-bit 是「會翻轉的位元」——以可調的機率在 0 跟 1 之間來回搖擺。單獨看像是過度雜訊、毫無用處，但當上百萬個 p-bit 彼此關聯、共同翻轉時，反而能解出一整類「以機率為核心」的問題——也就是組合優化（combinatorial optimization）。
組合優化聽起來學術，實則是物流業者最熟悉的痛點：一台送貨車要怎麼跑最短路徑、把所有包裹送完？當變數從幾十個暴增到百萬層級，傳統 CPU 會直接卡死、量子電腦又還卡在硬體良率與極低溫冷卻的現實門檻。
p-bit 並不是要取代量子電腦，而是繞過量子硬體最痛苦的那一段：把上百萬個「會出錯的位元」湊在一起協同運算，卻只需要一般伺服器機房的溫度與電力。
Çamsarı 接受 IEEE Spectrum 採訪時直言：「比起 QUBO 裝置或 Ising machine，概率電腦不是針對單一問題硬刻的機器，而是可程式化、通用型的加速器。」這條差異，正是這次百萬 p-bit 突破的產業意義。
從 8 顆到 7200 顆，再到百萬顆
p-bit 的演進速度近七年呈現數量級跳躍：
- 2019 年，Nature 期刊首篇 實作出 8 顆 p-bit 的原型機，採用磁穿隧接面（MTJ）記憶體。
- 2023 年，Niazi 等人在 arXiv 釋出的 FPGA 實作 將規模推到 7,200 顆 p-bit，但全部塞進單一晶片內。
- 2026 年 6 月，Aadit、Çamsarı 團隊把 18 顆商用 FPGA 串連起來，總 p-bit 數一舉躍升到 100 萬，並維持每秒超過一兆次的翻轉速度。
關鍵技術瓶頸不是硬體本身，而是「同步」——p-bit 之間的相關性必須透過實體線路傳遞，要怎麼讓 18 顆 FPGA 像一台機器般協同，是這次研究最難的部分。
不用全域鎖步同步的巧思
傳統多 GPU 叢集靠的是「全域鎖步」（global lockstep）——所有節點必須在同一拍完成計算，才能繼續下一步。但 p-bit 的運作本質是「以機率擾動」，對鎖步要求反而沒那麼嚴格。
Aadit 表示：「我們的機器不需要全域鎖步同步。」研究團隊找到一條「可預測的設計規則」：在不同晶片之間以某個最低頻率交換資料，就能讓整台機器的 p-bit 表現得像是一台單一電腦；低於這個門檻，速度與精確度就出現取捨。
這條規則被視為「可擴展」的核心：未來只要把更多 FPGA 串進來，理論上可以一直線性放大機器的有效 p-bit 規模，跟現在用 GPU 堆出超級電腦的邏輯一樣。
為什麼這件事重要
「當別人還在砸錢糾錯量子位元時，這條賽道用商用 FPGA 就能跑出百萬級規模的隨機計算。」——這是 Siami 編輯部認為這次突破值得產業追蹤的原因。
這次的意義不在「誰贏誰輸」，而在「量子計算的替代賽道正式成軍」：
- 硬體門檻不同：量子電腦需要極低溫稀釋冷凍機（15 mK）、複雜的雷射校準、目前仍受限於良率與除錯；FPGA 跑 p-bit 則是商用伺服器機房就能部署。
- 應用面不同：IBM、Google 的量子路線瞄準的是質因數分解、量子模擬；p-bit 瞄準的是物流、金融投資組合、藥物分子結構等「日常的 NP-hard 難題」。
- 產業節奏不同：Çamsarî 團隊也提到，未來要把專用 p-bit 晶片搭配 MRAM 等「高密度隨機記憶體」一起做，能把功耗壓到現行設計的 1/10 以下，但這條路線不會卡在「除錯」這個量子硬體最大的瓶頸。
換句話說：對企業 IT 部門與學術單位來說，「等量子成熟」跟「先用 p-bit 解一部分題」之間，有了第三條更務實的路。
數據解讀：三個值得追蹤的訊號
- 百萬 p-bit 不是終點、是起點：1M 規模才剛追上 2019 年 IBM 量子機的 qubit 數量級。Çamsarî 自己也說，未來要把 FPGA 換成 MTJ 或 MRAM 的專用 ASIC，這才會是真正的能耗與成本轉折。
- 沒有全球同步、仍是單一機器：研究團隊證明 p-bit 同步可在「無 lockstep」下完成，這等於打開多機串接的大門——未來看到 10M、100M p-bit 規模只是時間問題。
- arXiv 已開源：論文 arXiv:2606.25313 直接開源，意味著學界任何實驗室都能用商規 FPGA 拼一台做研究——這條技術的「民主化進度」會比量子快得多。
你可以從這裡延伸閱讀
- 原始研究：Aadit et al., “Programmable Probabilistic Computer with 1,000,000 p-bits”，arXiv 2606.25313，2026 年 6 月 24 日。
- IEEE Spectrum 兩年前追蹤報導：「Prototype Computer Uses Noise to Its Advantage」。
- MIT 用光子學加速 p-bit 的姊妹篇：「MIT Makes Probability-Based Computing a Bit Brighter」。
- UCSB 過往研究成果：「New UCSB research shows p-computers can solve spin-glass problems faster than quantum」。
- 2019 年 Nature 開山論文：Çamsarî 等人於 Nature 發表的首顆 MTJ p-bit 原型。
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