採訪 ‧ 撰稿 / 何郁庭 (科學推展中心特約編輯)
量子電腦是近年來備受矚目的新型計算系統，該技術的成熟與商用化，將可大幅加速藥物開發、金融預測，與資訊安全等多項領域的發展，因此，全球各國爭相投入量子電腦的技術研發，以期在此領域取得先機。
在國家科學及技術委員會（國科會）指導下，國內於2021年起建立跨部會單位「量子系統推動小組」，率先布局量子電腦未來版圖。為了解國內量子科技發展現況，自然科學簡訊專訪量子系統推動小組召集人——果尚志教授，分享小組使命、階段性成果，以及未來的戰略布局。
量子電腦的國際鍵結與學術成果
關於「量子系統推動小組」，果尚志首先說明，這項國家型計畫的參與單位包含了國科會、經濟部（工研院）、中研院，以及多個學界團隊的參與。小組的主要工作不僅是推動研究，主要是規劃與整合，建立產官學研的連結，因此，大量溝通與穿針引線的功夫必不可少。
量子電腦的技術門檻相當高，在國際上具有高度戰略性，且包含多項研究領域，是許多國家近年的重點發展目標。各個投入量子電腦研發的國家，會致力發展自己的特色項目，再藉由關鍵技術合作的形式，共享科技與資源，以達到雙贏的結果。
臺灣也不例外，挾著上、中、下游半導體供應鏈優勢，在通用量子電腦硬體技術的發展，普遍受到國際的認可。目前，與臺灣量子系統推動小組交流的國家眾多，長期累積的實力，反映在順利推動合作和國際佈局的進展中。
以具體研發的研究實績來看，今年（2024）中研院發布了一則國內自製5量子位元的晶片，由中研院物理研究所陳啟東研究員率領的研究團隊，將續與國內其它重要團隊合作發展量子計算處理器系統。此外，量子電腦需在極低溫度下進行，工研院亦自行研製低溫環境CMOS控制電路的製程，開發出能在絕對溫度4K（-269℃）運行的CMOS元件。
除前面提及的硬體技術開發外，量子系統推動小組發展的領域還包含光量子技術。國立清華大學物理學系褚志崧帶領的團隊自2023年5月起，已和中華電信展開合作，提供量子加密通訊星狀網路技術，並成功示範連接國內跨縣市的量子通訊網路運作。
量子電腦與國內產業動態
以上成果皆顯示國內逐步掌握到核心關鍵技術，並在實際運作量子系統上的重大突破。這些明顯的進展與成果，都是量子系統推動小組的重要里程碑。
果尚志說明，由於量子系統推動小組受到國科會及相關部會的大力支持，才能使整個團隊在較寬裕的資源與空間下發展。背後能有如此大的支援力道，歸咎於各方普遍對量子電腦的未來應用充滿期待，希望現在挹注的能量，能在未來的產業應用開花結果。當然，在高度期待下，勢必也有許多必須克服的技術挑戰；但綜覽國內現況，臺灣的量子電腦在實質上已然到位。
過去，只要一提到量子電腦與量子通訊，許多人直覺聯想到的就是物理研究；但現在，量子系統推動小組鼓勵更多不同領域的人加入，工程整合與軟硬體應用的人才都能在此架構下共同努力，將科研成果帶進產業。長遠而言，量子電腦的發展不會只停留在學術圈，終極的目標即是產業應用，對社會和經濟發展產生正向的影響。
不過，依果尚志的觀察，臺灣的產業和國外最大的差異，在於新創公司的數量和蓬勃程度。以最近參訪的芬蘭及荷蘭為例，現在已有很多量子科技相關的新創公司，從軟硬體到冷凍機製作，儼然成為新興且活絡的量子生態系，這是現在臺灣仍待努力的地方。所以，於產業參與方面，量子系統推動小組鼓勵研究機構將技術連結到國內的公司和廠商，在潮流到來前，輔導產業界提早布局，抓住未來的量子商機。
量子系統推動小組的使命和未來方向
這項龐大的計畫中，需要從上到下各個環節緊密配合，才能發揮最大的效益。量子電腦在籌劃與資源面，有國科會、中研院、工研院及國研院的鼎力協助；在學術面，參與計畫的十七個研究團隊各自發揮科研長才，並同時發揮互補功效，進行橫向整合；然而，關於人才訓練，仍需建立完整的供需規劃，方能使更多人才進入量子電腦的相關領域。
果尚志說明，全世界量子電腦的發展，都面臨人才缺乏的問題，而臺灣的情況尤其明顯。同前面提及，因臺灣產業結構不同，儘管有優勢的大企業，新創類型的公司卻相對較少；同時，國內的創業風氣並沒有像以色列、芬蘭及荷蘭等國家積極，因此國內的量子人才求職選項較單一，對應自身專業的職涯選擇更是稀少。
若要解決這項難題，就得從產業出口著手；而為量子產業提供更多的機會與可能性，是量子系統推動小組的重大任務：讓量子科技的研究成果和技術走出研究機構，進入市場並帶動產業。目前，國內量子科技積極發展的特色研究與強項，除了協助成為國際間的要角之外，亦讓國內培養的人才在未來有一展長才的機會，是另一個重要的目標。
經由量子推動小組於各個層面上的連結，有更多合作項目得以推動，更多人得以在適合的位置上努力。果尚志希望，藉由此小組的溝通和斡旋，加上辦理論壇、研討會和國際合作等交流活動，達到借力使力的成效，妥善整合產官學研各界，讓國內量子產業朝更健全的方向發展。
現階段，不論是國際合作，還是關鍵技術研發，臺灣都已經有亮眼的成果；量子系統推動小組在產業銜接和人才培育方面，也都務實地綜覽現況，積極規劃和執行，朝理想願景邁進。整體而言，小組制定的目標都按照規劃在進展，有些甚至超越原本的目標，整體前景看好。
量子電腦及量子科技的發展需要集合眾人的時間與心力，絕非一蹴可及。在各方的努力下，臺灣的量子關鍵技術可追上國際的一流水準，為未來進入量子科技的時代鋪路。
延伸閱讀
- 臺灣第一個量子加密通訊網路—量子國家隊開發出來了！（國家科學及技術委員會，2023-05-03）
- 量子國家隊發表軟體技術研究成果 共研產業新視界（國家科學及技術委員會，2023-07-20）
- 臺灣量子科技發展里程碑 總統視察中研院自研自製5位元超導量子電腦（中央研究院，2024-01-29）
