歐洲正積極發展量子電腦以強化技術自主,西班牙量子電腦製造商 Qilimanjaro 除了做為西班牙量子國家隊的核心,亦是歐洲推動「技術主權」(Technological Sovereignty)的主要推手;另一間西班牙新創 Quside 則以量子安全加密為方向,與全球光子學領導者 Coherent 合作展示一種可實現規模化量產的量子熵源。
專注類比量子運算,Qilimanjaro 看好量子電腦優勢在 AI
Qilimanjaro 已經在巴塞隆納超級運算中心(BSC)安裝並運行西班牙第一台量子電腦。該公司專注類比(Analog)量子運算,預期量子電腦將是類比和數位(Digital)運算一起共存。
數位和類比量子運算差在哪裡?簡單來說,當使用傳統電腦或數位量子電腦模擬某些連續現象時,過程中需要進行「離散化」(discretize),並使用橫列模擬曲線,這當中會產生誤差,但優點是通用性強;相比之下,類比量子運算使用連續變化的物理量,可處理連續訊號、速度快,缺點是不如數位量子運算通用。
無論如何,這兩種類型的量子運算都將會共存,一起搭載於資料中心。談到量子電腦未來應用,Qilimanjaro 量產量子優勢的領域就是「Quantum AI」(量子 AI),如同 NVIDIA 因為 GPU 爆發一樣,量子 AI 也將成為下一個革命,理由是運算方式更永續,也適合優化 AI 訓練(AI Training)。
Qilimanjaro 不只開發製造晶片,還開發控制晶片的作業系統,並研發演算法。該公司認為,以目前技術發展階段來看,如果想從晶片中獲得最大效能,演算法必須理解晶片是如何設計與製造的。
至於量子技術何時成熟與落地?Qilimanjaro 執行長 Marta Estarellas 認為,如果是 10 年前,她會說是 30、50 年,但現在加速曲線呈指數級成長,10 年內就會看到更成熟技術。而第一步是證實量子運算優勢(Quantum Advantage),這會在未來 3 到 5 年內就會發生,接著是標準化與產品化。
Marta Estarellas 表示,公司預期在未來 2 到 4 年內與客戶合作,找出具備量子優勢的應用案例,一旦證實這點後就會成為資料中心的供應商,「如同 NVIDIA 提供晶片給資料中心一樣,希望提供我們的系統(包含晶片、作業系統和演算法)給資料中心」。
Quside 與 Coherent 展示新解決方案
量子技術公司 Quside 是一間源自西班牙光子科學研究所(ICFO)的衍生公司,其定位是提供「數位信任的基礎」,產品涵蓋資料中心、國防與太空通訊。
Quside 今年初與 Coherent 合作,成功展示一項可量產的量子熵源。該解決方案結合 Coherent 的 VCSEL 與 Quside 的量子隨機數產生器,可大規模嵌入應用。
Quside 執行長暨共同創辦人 Carlos Abellán 指出,安全系統的強度取決於其所依賴的隨機性。本次里程碑的獨特之處,不僅在於熵是透過量子過程產生,更在於其具備高速、可驗證,且能依賴已被市場驗證的 6 吋 VCSEL 量產製程實現大規模製造。這讓本地可驗證的量子熵技術邁向實際可部署的基礎設施。
西班牙三大科研重鎮齊發力,IMB-CNM 盼從實驗室走向工業代工
目前西班牙有三大研究中心,分別是剛剛提到的巴塞隆納超級運算中心(BSC)、光子科學研究所(ICFO)以及第三間的巴塞隆納微電子研究所(IMB-CNM),作為西班牙最大的微米和奈米技術研發中心。

IMB-CNM 主要是幫助學生、研究人員和工程師的培訓以及進行研發活動,或者向公司轉讓技術。IMB-CNM 開發了氮化矽(Silicon Nitride)技術的製造工藝,並提供少量光子晶片的代工服務。
該機構指出,目前晶圓代工主要挑戰如何將實驗室規模(lab-scale)的製程,或是極小批量的製程,轉化為在晶圓層級(wafer level)上穩定且可靠的製程,確保製程的可重複性和穩定性都是問題之一。
同時,全歐洲目前已經有 20 個不同中心投入光子領域,並發起「PIXEurope」專案,每個中心都各自專注於某一種技術或材料,如 IMB-CNM 從事氮化矽、被動元件:荷蘭專注於三五族材料和雷射;愛爾蘭則負責封裝和整合,目的是讓歐盟各國整合成一個大型代工廠來運作,並在歐洲建立更強大的生態系統。
(首圖來源:科技新報)






