文／張煥鵬 本刊特約記者 攝影／賴建宏
量子力學理論始於100年前，如今已經從理論走向實際應用，並且涵蓋多個領域，例如半導體產業就是非常成功的例子。「半導體與量子力學原理有著密切關聯，因此有人把半導體比喻為量子時代1.0。」量子系統推動小組召集人果尚志表示，台灣的半導體技術位居全球領先地位，成為推動量子科技發展的重要基石。當世界各國政府競相把量子科技列為重要推動目標，此刻正是台灣切入量子世代全球布局的重要時機點。

整合產官學研能量
推動量子技術研發與應用

國科會將量子科技列為八大前瞻科研平台之一，攜手中央研究院與經濟部整合產官學研，成立量子系統推動小組，以「建構具實際解題能力之量子運算系統」、「建構可信賴的量子通訊系統」以及「培育量子人才及開發產業應用」為終極目標。國立清華大學物理系教授果尚志受邀擔任小組召集人，目前執行的分別是通用量子電腦硬體設備、光量子技術以及量子計算三項計畫，有18個國家的團隊共同參與。

量子系統推動小組的每一個計劃都有不同的子計畫，例如通用量子電腦硬體技術又分為多項主題，如：
建構可擴充的超導量子電腦、邁向高擴充性量子處理器之低溫CMOS整合量子位元關鍵技術、以中性原子實現量子計算與模擬等。研究團隊各自發揮專才，同時進行橫向整合，目前的執行計畫都有很好的成效。

以量子電腦相關技術為例，研究團隊已經開發出控制量子位元之低溫控制晶片與模組，量子通訊方面，台灣首次使用現有商用光纖，達成跨縣市量子加密通訊星狀網絡後，團隊與中華電信合作，將現有的量子通訊技術延伸成跨縣市的長距離量子通訊技術，實現量子密鑰的傳輸和加密通訊。未來若有國內廠商投入，即可形成新的產業。下一步，團隊也將測試100公里長距離量子通訊的可行性，有助於未來應用於金融財務、電子商務、個資傳遞與國防通訊上。

掌握關鍵技術自主能力
慢慢從周邊進入核心

現階段的量子科技發展以量子計算、量子通信和量子感測為主要領域，其中又以量子計算是目前最受矚目的量子技術之一。「量子電腦的核心是量子位元，現階段量子位元的數量和穩定性，還是無法取代古典電腦。」果尚志指出，提高量子位元數的技術持續在演進，全世界都積極地尋找突破方式。

全球量子爭霸戰已經展開，歐洲、加拿大、美國、中國、南韓及日本等國，紛紛投入龐大資金進行大規模的量子研究計畫，加速量子運算的發展。根據國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心的資料顯示，包含美、英、中、加等全球16個國家，總計投入246億美元的經費發展量子技術，並且將其列為國家發展戰略計畫。

與此同時，IBM、微軟、Google、亞馬遜、英特爾等企業也早已投入量子電腦的研發工作。「台灣具備成熟的工業基礎，尤其在控制晶片和連接技術方面，更有著強大的競爭優勢。」果尚志認為，在量子科技的供應鏈中，台灣絕對扮演著不可或缺的關鍵角色。此外，量子電腦和量子通訊的周邊設備，對於台灣的ICT產業而言，更是商機無窮。

果尚志表示，台灣ICT產業的業者可以先從周邊設備切入，當全球的量子電腦和量子通訊都是使用台灣製造生產的周邊設備之後，再慢慢地找機會進入核心。「要先懂得原理，並且掌握關鍵技術的自主能力，因此培養量子科技相關人才，是目前最重要的事情。」量子系統推動小組積極地在學界培育種子部隊、持續加強與國際間合作。例如2024年6月下旬，國科會與量子系統推動小組等單位與專家學者，前往芬蘭參加IQT Nordics量子科技國際會議，並拜會法國量子科技相關科研機構及新創公司，積極促進台灣量子科研與國際接軌。

現在是台灣最好的時機點
技術創新與人才培育刻不容緩

「未來量子科技的發展重心將集中在量子電腦領域，而其中半導體的封裝技術如何應用於量子電腦，也是一個值得關注的方向。」此外，極低溫晶片技術也是一大趨勢。隨著量子位元技術逐漸成熟，下一步的挑戰將是如何將這些技術整合成系統。量子電腦的運行需要極低的溫度，接近絕對零度，這顯示了製冷技術在未來量子電腦發展中的重要性。果尚志表示，若能掌握這些關鍵技術與材料技術，對於台灣來說就是一大利基，但是台灣對於極低溫晶片技術相對陌生，相關技術需要重新學習與研發，過程中仍有不少技術障礙需要克服。
量子技術對於專業知識的要求極高，因此全球對量子物理和量子工程人才的需求與日俱增。對於台灣而言，技術創新與人才培育也是現階段最大的挑戰。

果尚志表示，台灣在量子科技的發展上，必須放眼全球，不能閉門造車。台灣在量子科技的發展上既充滿機遇，也面臨諸多挑戰。其中，最具挑戰性的便是人才的培育。量子科技是一個高度專業領域，對於研究與應用技術的人才需求極高。然而，台灣在量子科技相關人才的不足，將會是未來的發展的一大隱憂。因此，培育人才並且加強國際合作，做好長遠的戰略布局，將是台灣能否在量子科技領域中占據一席之地的關鍵。

「台灣的機會已經來臨。」果尚志表示，現在是台灣與國際間的合作的最好時間點。過去，台灣在國際合作中往往處於劣勢，其他國家對台灣的技術能力並不看好。然而，隨著台灣的半導體產業在全球扮演龍頭地位，展現台灣高科技的實力，國際對於台灣的看法已經大為改觀。如今，全球的大型企業都非常樂意與台灣合作，在他們的眼中，台灣就是高級晶片的重要生產國。因為台灣的晶片製造技術已經成為國際市場中的重要領導者，再加上台灣的半導體產業陸續在日本、德國等地設廠，進一步提升了國際對台灣技術實力的信任與認可。然而，儘管國際合作環境良好，台灣在人才缺口與創新環境上的不足，仍然是未來發展的潛在障礙。

量子科技是一個高度依賴創新的領域，而台灣的支持與培育環境仍有待改善。為了鞏固台灣在量子科技領域的競爭力，必須首先從周邊技術著手，逐步累積核心技術能力，讓台灣在全球量子科技產業鏈中成為不可或缺的一環。

新聞來源: 台灣區電機電子工業公會