台灣量子國家隊交出兩張關鍵成績單！技術大突破 商業合作迎曙光

國科會宣布量子國家隊的新進展，除了首次使用商用光纖，達成跨縣市量子加密通訊，也開發出量子電腦低溫控制晶片和模組，離量子技術商用化更近一步。

文／林宏達

量子技術是未來將改變世界的重大技術。根據《財訊》雙週刊報導，3月6日，國科會召開記者會宣布，由中研院和經濟部整合產官學研組成的量子國家隊交出兩張成績單，在量子通訊和量子電腦控制晶片和模組上，有了新的進展，相關的商業合作也出現曙光。

在量子通訊部分，是由清華大學副教授褚志崧領導的團隊，成功將去年開發出的量子通訊加密技術，運用在中華電信商用光纖網路上，而且，通訊的距離長達10公里。

這項技術的重要性在於，清華大學團隊利用量子力學中的不可窺探性，發展出安全的加密通訊技術，「這種技術不容易被竊聽，一竊聽就會破壞它的量子形態。」褚志崧接受本刊採訪時表示。

通訊》竊聽就會破壞形態

褚志崧解釋，上一次發表的量子通訊是用在校園網路裡，但這一次卻是在中華電信的商用光纖網路上運作，難度在於，1條光纖裡有多達100條線路，其中40條仍在做商業使用，清大團隊只使用其中的一條線路，使用同樣頻譜的光線傳遞訊號，「就像在光害很嚴重的地方看星星。」

褚志崧解釋，團隊所用量子通訊的原理，是利用源頭的編碼器，確定源頭雷射發出的光子，確實具有不可被複製的特性，「現代通訊系統最不安全的地方是，沒有安全的方式傳遞密碼，如果鑰匙本身都不安全，放幾個鎖都沒有用，我們的方法，就是讓這把鑰匙別人無法複製，讓通訊更加安全。」目前這項技術已可為中華電信用量子通訊傳輸密碼，技術上已可供台灣跨縣市間量子通訊使用，且由於該系統和現有的商業通訊系統各自獨立，結合使用，就能更安全的傳輸如金融交易用密碼等重要資訊。

「台灣最終可以從光源到偵測器都自己開發。」褚志崧說，目前正在開發用於接收端的偵測器，「貴的偵測器1輛可以上千萬元，就像1台超跑一樣」，他們計畫開發通訊距離可達100公里的量子通訊技術，以及直接和衛星通訊的量子光源。

《財訊》雙週刊指出，這場記者會中，也首次展出台灣開發、在量子電腦中控制量子位元的低溫控制晶片與模組。意義在於，台灣可將原本生產電子產品的技術，用於量子電腦上。

工研院電子與光電所半導體晶片與設計組組長許世玄表示，「量子電腦就像一個大冰箱」，由於量子運算的結果容易受到熱的干擾，目前量子電腦是在負269度的低溫下進行，運作環境比太空中約負100度的運作條件更嚴苛，且重點在於要持續增加運算使用的量子位元數，又要降低用電的功耗。這一次工研院發展出的系統，就不只功耗比國外大廠降低5成，未來可用來發展大型量子電腦系統上。

效能》用電功耗大減5成

目前台灣有哪些產業和技術可用在量子電腦上？許世玄透露，台灣的微波技術可用於控制量子運算，台灣的PCB、IC設計等產業也都有機會跨入量子電腦模組領域，「國內的廠商都可以跟我們合作做低溫認證，運用在量子電腦上。」許世玄說。

目前國際上也有近10家公司向工研院詢問未來合作的機會，對方希望工研院的模組能幫助他們簡化電路，縮小量子電腦的體積，未來在銷售產品的時候，就可以把符合極低溫認證的電路，放在產品裡一起銷售出去。

在研發上，工研院的計畫是今年底推出兩個量子位元，能控制量子糾纏的模組，明年推出可控制8個量子位元的系統，工研院和中研院等學研機構，正在加速台灣量子電腦的發展。

在國際上量子電腦的競爭日益蓬勃，IBM去年已發表代號蒼鷺的量子處理器，每顆可處理133量子位元運算，和第1台模組化量子電腦IBM SYSTEM TWO，甚至還發表了第1代量子電腦軟體Qiskit 1.0。量子電腦若日漸成熟，在人工智慧平行運算上會有優於傳統電腦的表現。

《財訊》雙週刊也發現，目前，IBM等大型公司和美國、中國政府都大力投資量子通訊、量子運算。從今年開始，台灣在量子通訊和量子運算的研發，也開始有機會跨出實驗室，爭取更多的合作空間。

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