臺大系統晶片中心

知識經濟和全球化競爭的時代，運算能力即是國家和企業的競爭力。而隨著人類對於計算量需求的增加，挾帶強大運算速度和潛能的「量子電腦」，被公認為是能大幅超越超級電腦運算效能的新運算技術，近年來已被各國視為重點發展技術。

而台灣具有領先全球半導體產業優勢及資訊通信產業聚落之重鎮，在發展量子電腦科技上，自然有機會能成為發展中心。為此，科技部今年啟動「量子電腦」專案計畫，以國家層級角度，推動量子電腦科技發展，預計5年投入新台幣5億元經費，協助台灣成為量子電腦發展的重鎮。

除了政府積極推動量子電腦科技外，臺灣大學系統晶片中心（SOC）也投入相關研究，日前更舉辦矽量子點量子計算（Silicon-based Quantum Computing）技術論壇，邀請量子計算科技領域的學界專家，分享目前世界最新技術發展現況，進而探討台灣在量子計算中可扮演的角色。

科技部長、臺大系統晶片中心主任陳良基教授表示，台灣半導體產業往後10年的發展方向，一定離不開量子電腦，為了未雨綢繆，科技部去年也特別去IBM觀摩，今年更支持一個旗艦計畫，由科技部提供經費，與IBM合作研發，建立一個發展量子電腦的環境。

不過，陳良基教授表示，目前台灣發展量子電腦，從超導體的方式切入不容易，「還是要回到Silicon-based才有機會」。未來半導體相關技術進步後，台灣業者如何及早準備，就有賴學術界的協助。他也感謝業界先進的支持，藉由這次分享，若能發現問題，即可進行進一步研究，讓產業與研究的價值相乘放大。

此外，陳良基教授說，科技部一年投入量子電腦領域的經費，大約7000萬至8000萬元左右，再加入與IBM簽約的部分，早就已經破億元。雖然這樣的經費對產業而言遠遠不夠，但希望未來幾年的投入，可以培養量子運算的基礎人才，當時機成熟後，就能有足夠高階人力引領台灣往前邁進，這也是科技部在量子運算方面的布局。

臺大系統晶片中心表示，1990年代量子演算法提出後，便有許多利用不同硬體系統而製作的量子位元架構如冷凝離子、超導體及半導體量子點等。雖然半導體量子位元發展較慢，但其自旋去同調時間（decoherence）長、量子點元件尺寸小，與矽超大型積體電路技術相容等特性，近年得到世界晶片領先製造商英特爾（Intel）投入5000萬美元的資金大力發展矽量子點量子計算技術。

而本次論壇也邀請雪梨科技大學謝明修教授分享量子演算法的研究進程。他提及，量子演算運用在機器學習上（Machine Learning）的優勢，在於可從小的dataset去嘗試，透過sampling（小樣本）進行同步，可以節省相當多的時間，擴大機器學習的效果，這也是量子運算如此具有力量（Powerful）的原因。

臺大物理系管希聖教授表示，自半導體革命以來，很難想像科技的變化，現在手機裡面的電晶體，跟70幾年前竟然差別這麼大；而當前半導體的發展，也符合相當符合摩爾定律。台積電現在準備發展三奈米製程技術，未來如果要再進一步，勢必遇到物理瓶頸，摩爾定律也將被打破。

他表示，70年前科學家發明電晶體時，不會知道今天的科技，已可用大量電晶體做出2萬元有找的筆記型電腦，或者便宜的智慧型手機。現在科學家努力研究量子電腦與量子通訊，同樣也沒人知道是否會成功，即使後來發現實際可用的量子電腦無法被製造完成，但在研究過程中，勢必會發現更多新科技，對改善人類生活做出更多、更偉大的貢獻。

臺大電子所李峻霣教授則指出，目前全世界已有相當多的企業切入量子運算領域，其中英特爾（Intel）、微軟（Microsoft）發展超導體、半導體量子運算，更是執業界牛耳；部分業者也已發展出專利，足見這個領域的蓬勃發展。此外，包含許多頂尖理工大學，也積極研究量子運算領域，例如荷蘭的台夫特理工大學（Delft University of Technology）、澳洲新南威爾斯大學，以及美國普林斯頓大學、威斯康辛大學，與日本的東京大學，都有相關研究團隊。

因此，李峻霣教授預期，5年內超導、半導體方面的量子運算技術，將有機會出現突破性進展；10年內則可能會出現一波汰弱留強，但科技日新月異，未來量子運算會如何發展，仍難預測。

下半場的座談會中，臺大電子所江介宏教授談及量子編譯器在量子計算中所扮演的關鍵角色。他表示，在量子電腦執行的演算法程序，必須用基本量子運算來表達，即形成所謂的量子電路。但量子電路與傳統積體電路不同，並非實體電路，而是在物理系統量子位元上的抽象物理操作。

江介宏教授說，量子電路可以被視為是量子電腦的機器語言，量子編譯器則是一種軟體程序，可將量子演算法的高階語言，描述編譯為量子電路，而量子編譯器就是用來找到滿足可用量子位元數量的量子電路，並優化減少量子運算的數量，使該演算法能在量子電腦上順利執行，本質上是一種將量子演算法映射到量子電路的設計自動化過程，與傳統的電子設計自動化有密切的相似性。

江介宏教授認為，量子運算的挑戰，不只是硬體方面的物理實作，還有軟體方面的演算法與編譯，都需要投入相當的研究人力與資源，才能使量子計算得以實現與普及。謝明修教授也贊同江介宏教授的看法，他表示，要發展量子運算，勢必要有一個人才培育的過程，畢竟培養一個博士級人才至少需要5年，若現在不培養，未來恐跟不上業界的發展。

臺大電子所鄭振牟教授說，如同半導體革命般，量子電腦將對人類社會帶來巨大的衝擊，例如現在每天數以億計的線上購物和電子商務交易，目前用以保障其安全性所使用的公開金鑰密碼系統，在量子電腦問世後即可被破解，因此迫切需要能夠對抗量子電腦攻擊的新密碼系統，以保障我們的隱私與安全。不過，隱私權議題只是冰山一角，量子電腦對社會將帶來何種衝擊，是所有人都該集思廣益與面對的問題，以免將來鑄成大錯而不自知。

與會貴賓合影