追上全球量子科技,台灣優勢策略可放在矽基量子位元

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 03 日 16:40 | 分類 尖端科技 , 材料 , 零組件 Telegram share ! follow us in feedly


量子電腦具強大的平行運算能力與模擬能力,過去要花幾個月才能破解的演算法加密,量子電腦只要幾秒就能破解,已然成為資安缺口,但比起傳統電腦,量子電腦在資安、金融、國防、醫療、交通等各方面也能帶來重大創新。由台灣大學物理學系管希聖教授組成的團隊,近日在量子密碼學與矽基量子位元研究帶來重要突破,而科技部也發表了接下來幾年國家的量子科技方向。

量子電腦大約還要 10~15 年才會開始大放異彩,不過現在世界大國砸向量子技術研究的資金已經相當可觀,中國現在一年投資金額已來到 300 億元,新加坡一年也投資 30 億元、韓國一年投資 10 億元,而台灣目前一年投入的資金僅 5.8 億元。

想與世界競爭,台灣必須掌握「掐脖子」關鍵技術。

近日,台大管希聖教授團隊參與的美國國家標準暨技術研究院(NIST)後量子密碼系統標準化競賽,其數位簽章構造 Rainbow 獲選進入最後階段(全球 69 個提案篩到剩 7 個),有望獲選為後量子數位簽章標準之一。

至於台灣的「掐脖子」關鍵技術就在於量子位元材料與封裝技術,世界大廠正以超導材料、離子等作為基本量子位元物質,但台灣有由台積電鞏固的「矽屏障」,所以矽基量子位元將是台灣發展優勢。至於矽基量子位元問題之一在於電子操控容易受到雜訊影響,在量子電腦專案計畫支持下,管希聖團隊設計出低噪微環形共振器(ESR)用來操控自旋量子位元狀態,其結構簡單、易於整合,模擬結果顯示特性遠優於世界領先團隊,相關成果已申請美國專利。

不過,除了管希聖團隊將目標放在矽基量子位元,荷蘭研究機構 QuTech、日本理化學研究所(Institute of Physical and Chemical Research,RIKEN)等也有團隊正在鑽研。科技部未來也將籌組量子國家隊,以關鍵技術為主軸(包含量子位元、低溫電子電路系統、量子材料、量子光源、量子通訊晶片等)建立共同研究平台,希望打破過去選校的舊習,嘗試直接集結各領域內最相關、最強的人才。

(首圖來源:pixabay

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