IBM量子位元突破千個，全球量子競賽進入白熱化。但台灣並未跟隨這場「位元數競賽」，而是選擇了一條更務實的路，也就是從製造切入。量子電腦要規模化，最終仍要回到製程技術與系統整合。從組件製造到低溫控制，工研院正在打造台灣進入量子時代的「基礎建設」。 工研院電光所所長張世杰認為，面對量子運算競賽，台灣應從最強的製造領域切入。   這個「不跟著跑」的策略，源自對全球量子競賽格局的深刻理解。超導體、矽基、離子阱等多條技術路線並進，但目前最成熟的是超導體量子電腦，由Google和IBM領軍，IBM的量子位元已做到1121個。超導體量子電腦被看好的關鍵，在於它使用半導體製程，容易規模化——這正是台灣的機會。台灣在2022年啟動量子國家隊，5年投入80億元，集結中研院、工研院、清華大學等機構。 工研院電光所所長張世杰認為，面對量子運算競賽，台灣應從最強的製造領域切入，他投超導體一票，因為這與我們的技術範疇密切相關，對台灣產業最有利。不是去比誰的量子位元多，而是掌握讓量子電腦能真正規模化、商業化的底層技術。量子競賽的勝負，最終仍由製造決定。 8吋廠黃光出手　百挑一成穩定量產 「從百個挑一個到穩定量產」，這是工研院在量子組件製造上的關鍵突破。量子電腦有兩個基本組件：共振腔(Resonator)和量子位元(Qubit)。工研院在製造部分的進展，讓前Google量子電腦首席科學家John...

子物理現象被發現已數十年，近年為各界看好是下世代的運算技術，尤其是在採用馮紐曼架構的電腦發展已漸遇到瓶頸，新興的人工智慧(AI)對於資料與運算的需求更是像無底洞，量子運算被看好是下一個運算技術的解答，目前產、學各界也熱烈投入技術研發，許多量子運算技術都能產出量子位元，然而最具商業價值的技術還有待市場與時驗證。 創立於2022年，集結了來自CEA-Leti、CNRS與TU...

運算是近兩年內最受業界關注的話題之一，除了伺服器運算，在人工智慧(AI)運算設備的效能逼近極限、散熱問題難解，同時量子運算領域的研究成果亮眼之下，量子電腦也成為市場的焦點。量子電腦可以快速分析複雜的問題，但是現階段量子電腦研究受限於量子位元不足，分析的錯誤率較高，業界在技術研發與商品化方面，還有努力的空間。 中原大學講座教授暨富士通量子中心主任張慶瑞回顧量子電腦的發展，1981年理察．費曼(Richard...

半導體產業在晶片效能需求持續飆升的趨勢下，後摩爾時代也將面臨物理極限。大型語言模型(LLM)等人工智慧(AI)應用的運算效能需求，每年翻倍成長。各國在AI領域不只比拚技術，更陷入算力的軍備競賽：擁有大量算力的國家，更有機會在AI技術的研發上領先。量子運算擅長處理大量資料，具備優異的平行運算能力，可以快速運算多個結果，而且沒有大量耗能與散熱問題，因此近期受到市場關注。 其中，離子阱研究涉及量子位元的數量，影響量子電腦是否能處理複雜問題，以及能否提供精準的運算結果。現階段離子阱研究仍有不少待克服的挑戰，未來離子阱也可望整合台灣的半導體製造實力，開發離子阱晶片。 鴻海研究院離子阱實驗室主任林俊達(圖1)說明，目前摩爾定律已經逼近極限，雖然有些處理器廠商的技術可以讓半導體的效能再成長一段時間，但是保守估計10~20年內，運算效能將不足以回應市場需求。面對半導體的局限，量子技術可望為運算產業帶來新興的方向。像是量子運算這樣的新技術，其發展都需要長時間醞釀，科學家與企業正在窮盡所有應用可能性的階段，市場上也來越多相關的投資。 圖1　鴻海研究院離子阱實驗室主任林俊達 現階段量子運算的研發，以全球比較大的經濟體或比較前瞻的企業為主。美國、歐盟與中國的發展速度飛快，台灣則比較晚起步。林俊達觀察，鴻海算是比較勇敢投入量子領域的企業之一，希望率先投入量子技術研究能為產業帶來拋磚引玉的作用。林俊達任職的鴻海研究院離子阱實驗室專攻量子運算硬體，是台灣目前唯一研究量子運算硬體的單位。 台灣在量子技術的起步晚於其他國家，除了需要加快研究腳步，也需要培育更多量子人才，才能支援產業未來的研發與應用。由於量子演算法來自於量子力學，運作原理跟古典電腦的0、1位元不同，多數的量子人才需要從零開始培養。因此不少量子研究單位向下扎根到高中階段，例如高中生的量子黑客松競賽，或者針對高中老師舉辦的培訓營隊，都能協助台灣產業培育量子人才。 量子電腦可望突破HPC瓶頸 AI的發展帶動市場對量子運算的關注，在生成式AI應用發酵之前，市場認為量子運算與AI的商機脫鉤。但是在2023~2024年間，...

大規模矽量子位元控制需要在稀釋致冷系統的mK溫度階段，將控制電子元件與量子位元更緊密地整合，以解決限制量子運算擴大的布線瓶頸。根據2024年IEEE VLSI技術及電路研討會最新發表的研究成果，英特爾的mK低溫控制晶片(代號Pando...

美國國家科學基金會和能源部都在努力，透過建立跨學科研究中心來克服這些制度障礙，希望透過量子技術取得國際技術優勢。面對量子運算開拓的市場機會，台灣的半導體產業鏈，可從低溫元件模型、關鍵零組件、模組開發到系統整合驗證等面向進入量子運算市場。 美國對量子技術的興趣可以追溯到1990年代中期，當時美國國家標準與技術研究院(NIST)、國防部(DOD)和國家科學基金會(NSF)舉辦首次量子技術研討會。 而自國家科學基金會舉辦首屆研討會以來的近25年裡，量子資訊科學取得了巨大的進步。該技術在推動運算能力、安全通訊和科學發現方面，具有重大的潛力。過去美國不乏量子科技業者，但需要政策與資金挹注(圖1)。而目前美國政府意識到量子科技，是能確保國家科技領先其他國家的關鍵技術。 圖1　過去美國不乏量子科技業者，但需要政策與資金挹注 美國政府積極推進量子技術 在政策法規部分，至今與量子相關的最重要的立法是《國家量子倡議法案》(National...

美國國家科學基金會和能源部都在努力，透過建立跨學科研究中心來克服這些制度障礙，希望透過量子技術取得國際技術優勢。面對量子運算開拓的市場機會，台灣的半導體產業鏈，可從低溫元件模型、關鍵零組件、模組開發到系統整合驗證等面向進入量子運算市場。 促進跨學科研究 (承前文)NSF在1999年的研討會上指出，量子研究是深度跨學科的領域，該領域的進步需要具有各種學科專業知識的人們的共同努力，包括數學、電腦科學和資訊理論、理論和實驗物理學、化學、材料科學和工程。開發一個可運行的系統需要量子通訊協定、電腦演算法、硬體設計和實驗物理方面的專業知識。 然而美國的研究機構過去以來並沒有非常有效地進行跨學科邊界的量子研究合作，國會公共政策研究機構國會研究服務處2018...

量子電腦建構領域業者IQM Quantum Computers(IQM)推出量子運算平台IQM Radiance，希望未來能以150量子位元系統為量子優勢時代預先鋪路。IQM Radiance將為企業及政府提供量子運算能力，可部署運用於高效運算和資料中心。 Jan...

隨著資訊科技發展不斷推進，近年來量子物理成為業界關心的重點，量子力學是物理學的一個分支，主要研究微觀世界中粒子和能量的行為。是20世紀早期即發展起來的一個重要理論，改變了人們對自然界的理解，並對科學、技術和哲學產生了深遠的影響。量子可以理解為是物質的基本單位，是任何物質不可再分割的單元。 由於量子的許多特性與傳統物理學的概念不同，研究人員發現其特性可以應用在許多方面，近期產業追求商用化的量子運算(Quantum...

為了突破古典電腦在晶片發展的瓶頸，各界已將量子電腦視為下個世代的運算利器，不僅各國大舉投入研發經費、展開量子競賽，包括IBM、Google、微軟(Microsoft)、英特爾(Intel)、亞馬遜(Amazon)等大廠也正積極布局。 目前量子電腦較為主流的三種技術，第一種是以超導體作為基礎的量子位元，包括IBM、Google、Rigetti...

英特爾(Intel)與荷蘭台夫特理工大學、荷蘭國家應用科學院共同創立的量子技術研究機構QuTech，在量子運算方面的研究，已經合作了相當長的一段時間，並屢屢有新的進展傳出。 日前，由英特爾與Qutech研究人員所組成的先進量子運算研究中心，在美國奧勒岡州希爾斯伯勒的英特爾D1製造工廠，成功地首次大規模生產矽量子位元。其製程成果能夠在單一晶圓上製造超過1萬個陣列(Array)，其具備多個矽自旋量子位元，良率超過95%。這項成就在量子位元數量和良率方面，均大幅度超越目前一般大學和實驗室所使用的製程。 此項研究已發表在《自然─電子學》(Nature...

量子電腦熱潮持續攀升，各大半導體業者、網路業者皆相繼投入此一領域發展。例如英特爾(Intel)和IBM都在2018 CES展會中，分別展出49位元和50位元的量子電腦；而Google也於近期發布72量子位元的量子處理器Bristlecone，量子運算的競爭可說是日趨激烈。 Google量子AI實驗室(Google...