2024年9月量子新聞

今年 4 月，Microsoft 與量子運算公司 Quantinuum 才宣布，合作利用 30 個物理量子位元建立了 4 個邏輯量子位元，近日又有重大進展。Microsoft 將改進的 Azure Quantum 量子位元虛擬化系統，部署至升級的 Quantinuum H2 離子阱量子電腦，用 56 個物理量子位元建立了 12 個高度可靠的邏輯量子位元，成功展示有史以來糾纏邏輯量子位元的最大數量和最高保真度。另外，Microsoft 還在第一個端到端工作流程中，成功完成化學模擬，結合高效能運算 (HPC)、邏輯量子位元計算、AI 模型，來預測特定催化劑問題的基態能量。Microsoft 還宣布，將與打造中性原子量子電腦的 Atom Computing 合作建置量子超級電腦。

IBM 宣布，位於紐約州的量子資料中心打造完成，是全球單一地點擁有最多，可用公用設施規模 (utility-scale) 量子電腦的資料中心，將以雲端服務形式提供給第三方單位使用。其中新搭載的量子電腦採用 156 量子位元的 Quantum Heron 處理器，比前一代系統效能提高 16 倍、速度增加 25 倍。

比利時微電子研究中心 (imec) 上個月曾宣布，取得矽基量子位元史上最低的平均電荷雜訊，其研究成果近日已在《Nature》期刊上發表，展示了製造超導量子位元的新方法。研究團隊採用 12 吋 CMOS相容的製程來製造約瑟夫森接面 (Josephson junctions)，這是超導量子位元的關鍵組件，檢測結果顯示，其功能量子位元生產良率為 98.25%，弛豫 (relaxation) 和相干 (coherence) 時間超過 100 微秒，證明了利用工業級半導體製造技術可大規模生產高性能量子位元。使用標準半導體製程提供了多項優勢，除了更好的製程控制、更高的產量和可擴展性，未來若將這些量子位元整合到三維架構中，可進一步提高量子處理器的複雜性和連接性。

相較於地面的光纖網路，若能夠以太空中的衛星做為量子通訊的中繼站，將更有機會進行長距離量子資訊傳輸。波音公司宣布將在 2026 年，發射一顆微波爐大小的量子通訊衛星，在太空中進行量子糾纏交換的實驗，目標是在低地球軌道上展示量子糾纏交換的可行性，以測試建立全球量子網路所需的關鍵技術。若成功實現，未來將能建立一個，連接更先進的量子感測器和量子電腦的全球網路，有潛力大幅提高各種應用的精確度和安全性。

關於量子電腦和後量子密碼學 (Post-Quantum Cryptography, PQC) 的常見問題，美國國家標準暨技術研究院 (NIST) 指出，「後量子密碼學」和「量子密碼學」雖然名稱相似，也都被視為應對量子電腦網路攻擊的潛在解決方案，但兩者的原理截然不同。後量子密碼學，旨在應對量子電腦帶來的潛在網路攻擊威脅，其基礎是橢圓曲線等可追溯至古希臘時期的古老數學方法。而量子密碼學則是基於 20 世紀誕生的量子物理學，利用量子力學違反直覺的特性來實現新型安全加密技術。

韓國政府為培育量子資訊技術 (Quantum Information Technology) 生態系統，並為即將到來的全球標準化討論做好準備，成立量子資訊技術國際資訊標準化組織——「量子工業標準協會 (Quantum Industrial Standard Association, QuINSA)」，目標為量子通訊 (quantum communication)、量子計算 (quantum computing) 和量子感測 (quantum sensing) 等特定技術制定國際標準，並將監測與分析國內外量子資訊技術標準化趨勢，識別和促進案例研究與產業應用，以及和其他國際標準化機構合作。

量子藥物開發 (Quantum Drug Discovery and Development)，是指利用量子計算、量子感測器等量子技術與原理來加速藥物開發，被專家列為能在未來 2～4 年對社會產生重大影響的新興技術。例如：量子感測器可精準測量藥物分子的特性，有助於了解藥物的分子結構與功效；量子計算能快速計算複雜分子的行為與交互作用，可幫助科學家設計與優化藥物候選物。