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財經

量子晶片掀科技革命 臺灣半導體產業搶佔先機

量子晶片掀科技革命  臺灣半導體產業搶佔先機
廣編企劃
2023.07.14
摘要

量子科技世代是否即將來臨?率先掌握關鍵技術者,將在經濟、國防等各面向成為掌舵者。隨著各國投入大量資金,臺灣也不落人後,自去年(2022)宣布成立「量子國家隊」,砸下5年80億台幣預算,發動17個計畫,今年5月更推出首波成果——「量子加密通訊網路」。

研究指出,由於量子力學之「測不準原理」特性,資訊一經加密,即無法以任何形式破解,可永久加密,保障資通訊安全。未來立足於半導體科技基礎,整合電信光纖設備等,將開創出量子應用新藍海,前景可期。

量子電腦威力大 各國爭霸

量子電腦究竟是什麼?簡單來說,相較於目前普遍使用的傳統電腦,量子電腦的獨特疊加、糾纏等量子現象,能以超快運算速度來解決龐大且複雜的問題。例如,大幅縮短新藥、新材料的研發時間,協助提高氣候、能源、金融等風險的預測準確度,並建構如前文所述絕對安全的通訊網絡等等。由於預期效能十分驚人,因此開發量子科技不僅成了國家戰略層級大事,也是各頂尖產業角逐之目標,研究動能及市場皆生氣蓬勃。

今年6月,英特爾(Intel)成功整合半導體,推出最新款12量子位元研究晶片”Tunnel Falls”,提供研究社群使用,讓量子實驗變得更簡單;IBM也宣布一項研究結果,顯示其127量子位元的Eagle量子電腦,克服了原先量子電腦因雜訊過多而影響計算準確度的限制,拓展至實用階段,力拼兩年後打敗傳統超級電腦。而不論是美國波音公司(Boeing),或日本富士通(Fujitsu)、日立(HITACHI)等大廠,皆爭相奔赴,尋求量子電腦如何結合自家應用。

據報導1,全球投入量子科技的預算高達225億美元(約新臺幣6750億),依法國市場分析公司Yole Développement估計,包含量子計算(quantum computing)、量子通訊(quantum communication),量子感測(quantum sensing)等在內,2020年整體量子科技市場規模約為3億4,000萬美元,在2030年將成長至29億美元,年成長率高達24%。

量子科技產能潛力無限,誰能掌握關鍵技術及服務,誰就能開創新世紀。

量子研發傾國之力 發揮臺灣產業優勢

擁有成熟半導體科技產業的臺灣,在這場量子競賽中,如何搶佔先機?首先,必須取得國家政策及資源的積極支持,而行政院科技會報辦公室、中央研究院、經濟部與科技部以國家隊之姿,已全面啟動產官學界,串連起來的速率、效率不容小覷。

其次,臺灣具備的半導體產業技術,早在全球各種產業中扮演重要角色,與國際密不可分,形成「矽盾」(silicon shield)。目前雖尚未掌握關鍵的量子位元技術,但半導體優勢,在競賽中仍具備一定的機會點。在量子國家隊的17項量子研究計畫,包含了通用量子電腦硬體、光量子、量子軟體與應用等領域。

對此,工研院電光系統所組長張育任受訪表示2,一台量子電腦需要的微波訊號、高頻電路等等,都是臺灣半導體產業能做的,只要有硬體需求,就有機會扮演重要角色。日本IBM副總裁、執行董事、技術長兼研發負責人森本典繁(Norishige Morimoto),也提出相似看法3:他認為,量子電腦所需的製程、材料、低溫超導體等技術,以臺灣現有產業技術來看,都可派上用場。同時,未來量子電腦不會單獨存在,而是與古典電腦同步發展,兩者走向混合式的工作型態。此狀態勢必帶動古典電腦的需求,臺灣半導體產業仍可維持全球性優勢。

不過,傳統的半導體發展漸漸接近物理瓶頸,加上世界各國也積極投入該領域發展,若要維持現今半導體產業帶來的各種優勢,必須做出改變。清華大學物理系教授果尚志即提醒1:「太過均一化的話,競爭性跟生存力就會降低。」他認為,若不與現存產業脫鉤,借力使力,量子科技可以成為開創新產業的好機會。

量子國家隊 佈局臺灣量子科技邁向產業化

離量子科技真正落實,成為優勢科技,或許仍須20年左右的時間,臺灣如何把握契機,發揮實力?科技部政務次長林敏聰認為4:量子國家隊對臺灣而言是很好的挑戰與練習機會。他表示,無法複製從前的成功路徑,只能以更集中的資源、更有效率、更有挑戰性的基礎研究,展現對產業、對社會的影響。面對來勢洶洶的挑戰,必須由上而下,及早佈局一條龍的規劃,臺灣量子科技的發展,才能不落人後,與半導體相輔相成,再次創造驚艷國際的產業動能。

《組一台量子電腦放家裡》feat.量子國家隊 李峻霣|量子熊 ✕ 商周

※ 「量子熊X商周」影片看更多:https://pse.is/4xcsnd

※ 參考資料:

1. 立足臺灣產業優勢,布局量子革命

2. 【量子電腦撼全球3】繼電動車MIH後 劉揚偉要組台灣量子電腦大聯盟

3. 台灣發展量子電腦的機會與挑戰

4. 搶進量子科技,看國家隊如何超前部署!

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