臺灣的量子科技–離子阱

施麗釵 |特約編輯 (臺灣大學化學系)

離子阱(Ion trap)是一種藉由時變電場及靜電場來束縛離子的技術、或是說一種物理系統,這樣的物理系統可以對應到量子位元的性質。我們可以藉由特定頻率雷射來改變、控制或測量離子的狀態,而為了不破壞離子阱的量子特性,環境必須保持極低溫與超高真空,例如利用雷射冷卻技術使原子停下來,降低溫度。

離子阱是目前少數幾個有希望實現量子計算的系統,也是除了超導量子電腦外,臺灣目前許多團隊研究的項目。例如,鴻海集團成立的離子阱實驗室,致力於開發離子阱晶片、積體光學,以及先進集成電路等核心硬體設施。目前不管哪一種系統都離實現量子計算還有一段距離,而臺灣近期成立的國家量子隊,藉由不同團隊在不同的方面的研究、創新與合作,共同打造臺灣量子計算與量子科技發展的基石,並建立臺灣量子科技產業鏈。

離子阱之示意圖
離子阱之示意圖 (圖取自資料來源2)

資料來源

  1. 不是零就是一?打造離子阱量子電腦,臺灣有機會嗎?
    https://edge.aif.tw/ion-trap-taiwan/
  2. Trapped ion quantum computers
    https://pennylane.ai/qml/demos/tutorial_trapped_ions.html
  3. 離子阱中的 0 與 1
    http://ir.ncue.edu.tw/ir/bitstream/987654321/14837/1/2020200110014.pdf
  4. 鴻海研究院量子計算所
    https://www.hh-ri.com/q-computing/

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