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量子科技顛覆ICT產業 台灣亟需政府帶頭跑

  • 林育中

各國發展量子科技如火如荼,台灣也須加緊腳步。法新社

半年以前,如果有人詢問量子電腦何時能商業化,樂觀的答案是5~10年後。5~10年對於企業是個模稜兩可的陰陽界,過早投入嫌白燒錢,又擔心會晚別人一步,但是多數的企業怕是仍觀望再三。

近幾個月,產業界的對量子科技的看法驟然改觀。量子電腦中領先的量子位元技術有3:離子陷阱、超導體和光子,這也是2019年美國科學院量子白皮書提及的前3種量子位元技術。

超導體技術的進展還算是按步就班。IBM一如預期的將量子位元數從去年的53提升到65,而量子體積(quantum volume,一種測量量子電腦能穩定計算的能力指標)也依其預計的類摩爾定律從2019年的32,以2倍的指數成長至64。IBM還計劃在2030年時量子位元數能上百萬,百萬個量子位元的機器設備已足夠用以解決一些實際的問題,稱之為商業化也無不妥。

離子陷阱方面的進展卻極為驚人,可以稱之為量子跳躍。過去在此領域執牛耳的Honeywell一口氣將量子體積超前IBM至128,也宣稱量子體積將呈指數成長,只不過基底是10,所以預計2025的量子體積是6M!另外一家公司IonQ,量子位元數只得32,但是2020年的量子體積就直接跳上4M,4個數量級的差距!這個數字想必讓許多業界的競爭者寢食難安。

光子量子位元方向的發展也是驚奇連連。最受資金界青睞的新創公司PsiQuantum-雖然目前尚未將其結果發表在學術期刋-宣稱在5年內會商業量產百萬量子位元的量子電腦,目前在GlobalFoundries代工;另外一家公司Xanadu雖然量子位元數只得27,但是量子體積已能與IBM分庭抗禮-也是64。這家公司令人驚艷的是整個系統就整合在一個晶片上,這是台灣的菜。而且整個系統只有在最後的量測元件單光子雪崩二極體(SPAD;Single Photon Avalanche Diode)需要220~230K的低溫。雖然還不是室溫,這低溫與其它量子位元技術所需的低溫10mK級數可是天差地別。如果光子偵測機率再提升些,室溫的量子電腦也彷彿在望,每個人口袋中都有一台的日子還會遠嗎?

這一連串的驚人進展將原先5~10年的「樂觀預期」拉近為5年。如果有相當部份的公司宣稱5年內將商業量產,企業的反應會轉成立即備戰,如果現在不進入,連代工的份也沒有了!

我們的國家政策呢?2019年美國川普簽署了National Quantum Initiative法案,動員了十幾個相關部會;歐盟啟動了量子旗艦計劃,最近中國中央政治局還請北京清華大學薛其坤副校長講授量子電腦,有照為證。在其最近公佈的十四五計劃,量子電腦也進了前二位的重點發展科技。這些大經濟體面對量子計算的方式都是以最上位的長期國策來對待。

並不是每一次科技產業的發展我們都有機緣參與其中。電腦和半導體我們恭逢其盛,並且奠立了台灣髙科技產業的基礎;網路平台的發展我們錯過了,只在極小範圍內自足。但是這次量子二次革命範圍寛廣,一旦開始商業化,對台灣現有的半導體及ICT產業,有可能產生巨大衝擊,也可能衍生出數種新產業。現在商業化的競爭突然變得白熾化,如果依照過去經驗編預算、2022年才能動用預算的常規政策程序,肯定是緩不濟急,遑論別的國家都已先走了一陣子。

我們需要的是上位的政策,清楚明白的政策宣示,而且是立即的行動,以發展新產業的思維來佈署!

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。現在於台大物理系訪問研究,主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。