台灣量子科技里程碑!第一個自研自製 5 位元超導量子電腦誕生,為何它重要?

臺灣首部自研自製 5 位元超導量子電腦的進度公開!量子電腦具有超越目前超級電腦的運算潛力,全球先進國家皆已積極投入研發。中央研究院在去(2023)年中突破量子晶片製程、控制、及量測等瓶頸,並在 10 月成功打造第一個臺灣自研自製的 5 位元超導量子電腦,今日對外分享成果,蔡英文總統也親臨視察。

總統蔡英文表示,量子科技跟每個人的生活息息相關,藉由量子通訊加密,可以強化資訊傳播的安全性,更攸關國家安全領域;而量子科技強大的運算能力,也將對 AI、金融、生醫等領域帶來重大的影響

打造第一個 5 位元量子電腦,讓台灣加入世界領先行列

中研院成功研發台灣第一個 5 位元量子晶片,並推出該量子電腦系統於雲端供計畫合作者測試,這讓台灣成為世界上少數可自製超導量子電腦國家的行列。

值得關注的是,這項計畫採用了台灣 8 吋晶圓製程技術,運用台灣產業的技術優勢來製作超導量子位元。蔡英文總統現場更提及,量子電腦可能是晶片製造之後,下一個世代國家競爭的產業。

蔡英文表示,台灣的目標是要建構台灣自製的量子通訊網路系統,以及能夠真實運算的量子電腦。目前,這兩個目標都達到初步的成果。去年 5 月,清華大學已經研發出臺灣第一個量子加密通訊網路;中研院隨後也在 10 月打造出臺灣第一個 5 位元量子晶片,如今更進一步完成臺灣第一台量子電腦。

中研院物理所暨應用科學研究中心陳啟東特聘研究員表示,中研院原本預計在今(2024)年 2 月前完成 3 位元量子電腦,但在去年年底就超前達成 5 位元,量子位元邏輯閘的保真度更達到99.9%。

中研院物理研究所暨應用科學研究中心特聘研究員陳啟東,手持中研院自製 5 位元超導量子晶片。圖片來源:TechOrange 拍攝。

這對台灣量子科技產業的影響是什麼?

中研院物理研究所暨應用科學研究中心陳啟東特聘研究員解釋,5 位元超導量子電腦的開發過程是建立國內量子電腦生態系的最佳平台

量子位元的控制系統是高速數位電子儀器,可提供給國內業者測試開發,而量子電腦與高效能電腦的緊密結合,將可提升整體運算效能。此外,整套低溫系統及其內部的高密度同軸線、高密度高頻接座及量子晶片的電磁屏蔽封裝盒等,都需要精密電子工業的尖端技術配合

中研院物理研究所柯忠廷助研究員說,「這些經驗在量子技術的測試及研發上相當重要,可作為後續相關技術及大型量子電腦的研發平台。」 掌握量子核心關鍵技術,才能訓練研發人才,開創臺灣的量子生態系。

台灣量子科技的下一步是什麼?

中研院院長廖俊智表示,量子晶片是量子電腦的核心關鍵元件,超導量子晶片具有其特殊的製程條件與要求,目前仍須解決基礎關鍵問題,無法直接套用現行半導體製程技術。

中研院指出,南部院區將研發量子晶片製程與量子電腦系統架構,打造國家級量子科技研究基地,並與國內產學研界合作,從基礎研究到實際應用進行團隊的「垂直整合」。

中研院於 2022 年與國科會、經濟部跨部會共同籌組「量子國家隊」,聚焦於通用量子電腦硬體技術、光量子技術、周邊關鍵組件、量子軟體技術與應用開發,和尖端研究基地。

該計畫也與國內外團隊合作,包含工業技術研究院、國家實驗研究院、國立彰化師範大學、國立中央大學、國立中興大學、加州大學聖塔巴巴拉校區(University of California, Santa Barbara)、威斯康辛大學麥迪遜校區(University of Wisconsin-Madison)等,共同推動量子科技發展。 

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*本文開放合作夥伴轉載。資料來源:中研院、總統府。新聞稿 / 產品訊息提供,可寄至:[email protected],經編輯檯審核並評估合宜性後再行刊登。圖片來源:TechOrange 拍攝,為中研院展示模型。