王雅文|特約編輯
先進國家投入大量經費在量子科技研發,不只為保障自己的資安、國安,更希望在商業上搶得領先席次,成為量子科技的市場霸主。臺灣擁有高科技、半導體領域的優良技術與人才,雖然尚未研發出自己的量子電腦,但仍有機會急起直追。
在〈量子世代產學佈局〉一文中,特別從量子電腦的製作與設計考量來剖析:從量子計算怎麼算、如何打造量子位元、如何降低超導量子位元的雜訊與損耗,告訴我們量子計算與臺灣高科技產業可能的結合。
在中央研究院與學界合作研發努力下,目前已能夠製作超導量子位元、控制量子位元的狀態,以及具有操作並讀取量子位元的技術。該文作者建議,臺灣應培養自己的軟硬體人才,利用在半導體方面的優勢,從晶片製作與設計、周邊系統等角度切入備戰。
作者: 王志洋、陳啟東
“
台灣擁有高科技、半導體領域的優良技術與人才,若能從量子位元的設計、超大型量子電腦的周邊設備著手,便可搶得先機,在量子電腦產業位居要角。
最近,IBM與Google都做出數十個量子位元(qubit)的量子電腦,IBM甚至開放雲端操作給使用者,許多企業乃至國家研究單位也投注大量資金與人才。國際爭相投入量子電腦,並不是因為量子電腦即將完全取代古典電腦,而是已經了解傳統電腦有其極限,例如28頁〈量子電腦加速未來化學〉提及,算出分子中的氫鍵結等獨特的化學交互作用,是傳統電腦難以企及的任務。這就是需要投入量子電腦開發的關鍵。
量子電腦的核心在於硬體,基礎是量子位元晶片。製造單個量子位元之外,還要有封裝並堆疊晶片的技術,讓量子位元在高密度的情況下還能有可行的佈線方式、乾淨的環境、與極低的串擾,有利於量子計算。中央研究院已能夠製作超導量子位元、控制量子位元的狀態,以及具有操作並讀取量子位元的技術,這部份的國內學界合作單位包括清華大學、中興大學、彰化師範大學、中山大學等。接下來我們期望透過台南沙崙科學園區的中央研究院南部院區,整合相關硬體、韌體、軟體人才,預計未來四至五年,能夠建構出整台量子電腦。
文章:量子世代 產學佈局
作者:王志洋、陳啟東
來源:《科學人》第237期2021年11月號
連結:https://sakb.ylib.com/article/202111.10295
孫欣|特約編輯
實作出一台低雜訊(low noise)且可擴充(scalable)的量子電腦是當今量子工程學的最重要挑戰之一,而在接近真空環境下,透過電磁場將離子加以拘束的離子阱(Ion Trap)系統是近年來被看好能實現大型量子電腦的技術之一。
黃昱銘|特約編輯
要建構一個有可擴展性的量子網路,量子節點(quantum node)扮演著不可或缺的角色。量子節點透過長壽命的自旋狀態來儲存量子資訊,並利用光子將量子訊息傳遞到遠處的節點上…
黃俊銓|特約編輯
光在許多控制技術中都扮演著重要的角色,像是利用光子精確的控制原子位置等等。然而控制光子所需的儀器往往是需要佔據相當大的空間的…
王雅文|特約編輯
量子科技產品聽起來很新潮,卻是基於感覺老派的量子力學發展出來的。而量子力學常讓許多學科學的人感到困擾,彷彿絞盡腦汁也很難完全弄懂…
毛威凱 | 特約編輯
現代物理學的兩大基石,分別為描述最小粒子的量子理論,以及描述時空現象的相對
論。然而出乎意料的是,這兩個理論卻是互相矛盾的。物理學家一直致力於修改或融
合這兩大理論…
黃品澤 | 特約編輯
過往超導量子電腦中,約瑟夫森隧道(Josephson tunnel junctions)的行為常用一個弦波模型來描述,近期物理學家發現實際情況比之前認為的更為複雜。就像樂器中存在的泛音一樣,泛音被加在基本模式上…