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量子科技颠覆ICT产业 台湾亟需政府带头跑

各国发展量子科技如火如荼,台湾也须加紧脚步。法新社

半年以前,如果有人询问量子电脑何时能商业化,乐观的答案是5~10年後。5~10年对於企业是个模棱两可的阴阳界,过早投入嫌白烧钱,又担心会晚别人一步,但是多数的企业怕是仍观望再三。

近几个月,产业界的对量子科技的看法骤然改观。量子电脑中领先的量子位元技术有3:离子陷阱、超导体和光子,这也是2019年美国科学院量子白皮书提及的前3种量子位元技术。

超导体技术的进展还算是按步就班。IBM一如预期的将量子位元数从去年的53提升到65,而量子体积(quantum volume,一种测量量子电脑能稳定计算的能力指标)也依其预计的类摩尔定律从2019年的32,以2倍的指数成长至64。IBM还计划在2030年时量子位元数能上百万,百万个量子位元的机器设备已足够用以解决一些实际的问题,称之为商业化也无不妥。

离子陷阱方面的进展却极为惊人,可以称之为量子跳跃。过去在此领域执牛耳的Honeywell一口气将量子体积超前IBM至128,也宣称量子体积将呈指数成长,只不过基底是10,所以预计2025的量子体积是6M!另外一家公司IonQ,量子位元数只得32,但是2020年的量子体积就直接跳上4M,4个数量级的差距!这个数字想必让许多业界的竞争者寝食难安。

光子量子位元方向的发展也是惊奇连连。最受资金界青睐的新创公司PsiQuantum-虽然目前尚未将其结果发表在学术期刋-宣称在5年内会商业量产百万量子位元的量子电脑,目前在GlobalFoundries代工;另外一家公司Xanadu虽然量子位元数只得27,但是量子体积已能与IBM分庭抗礼-也是64。这家公司令人惊艳的是整个系统就整合在一个芯片上,这是台湾的菜。而且整个系统只有在最後的量测元件单光子雪崩二极管(SPAD;Single Photon Avalanche Diode)需要220~230K的低温。虽然还不是室温,这低温与其它量子位元技术所需的低温10mK级数可是天差地别。如果光子侦测机率再提升些,室温的量子电脑也彷佛在望,每个人口袋中都有一台的日子还会远吗?

这一连串的惊人进展将原先5~10年的「乐观预期」拉近为5年。如果有相当部份的公司宣称5年内将商业量产,企业的反应会转成立即备战,如果现在不进入,连代工的份也没有了!

我们的国家政策呢?2019年美国川普签署了National Quantum Initiative法案,动员了十几个相关部会;欧盟启动了量子旗舰计划,最近国内中央政治局还请北京清华大学薛其坤副校长讲授量子电脑,有照为证。在其最近公布的十四五计划,量子电脑也进了前二位的重点发展科技。这些大经济体面对量子计算的方式都是以最上位的长期国策来对待。

并不是每一次科技产业的发展我们都有机缘参与其中。电脑和半导体我们恭逢其盛,并且奠立了台湾髙科技产业的基础;网络平台的发展我们错过了,只在极小范围内自足。但是这次量子二次革命范围寛广,一旦开始商业化,对台湾现有的半导体及ICT产业,有可能产生巨大冲击,也可能衍生出数种新产业。现在商业化的竞争突然变得白炽化,如果依照过去经验编预算、2022年才能动用预算的常规政策程序,肯定是缓不济急,遑论别的国家都已先走了一阵子。

我们需要的是上位的政策,清楚明白的政策宣示,而且是立即的移动,以发展新产业的思维来布署!

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教於中央大学,後转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾於 Taiwan Semicon 任谘询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。现在於台大物理系访问研究,主要研究领域为自旋电子学相关物质及机制的基础研究。