《WHATs NEXT未來科技產業高峰會》前聯電董事長兼執行長胡國強博士:台灣針對量子電腦發展應制定明確目標,相關技術才能避免落後領先國家太多
ethan
2022-09-09 10:00

「台灣目前在發展量子電腦所面臨的挑戰,其中一項是缺乏人才及專案經費,只有少數高等研究機構有足夠資源投入此領域研發或開設課程。」前聯電董事長兼執行長胡國強博士,在第七屆WHATs NEXT未來科技產業高峰會表示。

在提到量子電腦之前,當然不能忽視台灣半導體對此議題的關注,

台灣的半導體被視為產業護國神山,或是有矽屏障的美名,胡國強列出台灣發展半導體的幾個重要歷程,其中最重要是1976年當時政府派送台灣330位人次工程師,到美國RCA學習 CMOS製程及設計技術,因為台灣跟RCA高層官員互動密切,為台灣在發展半導體及電腦工程產業打下重要基礎。造就今日台灣成為半導體先進國家,尤其在先進製程領域(七奈米以下)在全球的市佔率高達90%以上。

從1980年到今天,經歷了21代摩爾定律的演進(平均兩年一代),電晶體大小已到3nm、2nm接近物理極限,但量子計算卻不是摩爾定律的延續,量子電腦是利用量子的糾纏性與疊加性等物理現象,讓量子力學迎向第二次革命,有效解決傳統電腦無法應付的困難問題。根據理論模型,對某些問題,量子電腦的運算速度是傳統電腦的2n次方,也就是僅需幾秒時間,量子電腦能解開傳統電腦要上好幾年,或是好幾十年才能處理的問題。

胡國強接著提到,雖然量子電腦運算力極強,但它的運作目前還有極大挑戰要克服。首先是量子電腦要在約攝氏-273度的極度低溫環境,也就是量子晶片得在大型冷卻設備內運作。溫度不確定性、穩定度、機台體積問題,造就現階段的量子電腦必須與傳統電腦協作,以雲端運算方式來提供相關功能使用。

既然量子電腦具備強大的運算能力,也讓它成為先進國家及企業的必爭戰略資源。目前可以看到科技巨擘如GoogleIntelIBM、微軟等科技巨頭都投入大量資源,試圖在量子電腦領域建立護城河。例如Google  NASA 2018 年發表 72 量子位元處理器,2021IBM 對外宣布127量子位元的商用型原型機。

至於量子電腦可以帶來哪些更創新且前瞻的應用?胡國強舉幾個例子,包含密碼學(Cryptography),還有藥物發展來研發更多新藥對抗變種病毒;或是化學合成技術,可以創造出新的化合物質,及新式肥料有助農作物產能。另一類是解決產業當前痛點,像是財務金融投資組合、交通物流管理問題,都可透過量子電腦找出最適合的方案。

那麼台灣在未來的量子電腦大戰,是否具備優勢?胡國強不諱言指出,台灣目前發展量子電腦的最主要挑戰,來自缺乏相關技術人才跟專案經費,只有少數高等研究機構有足夠資源投入此領域研發或開設課程。儘管科技部有公布,未來五年80億經費將投入此領域研發,但缺乏明確目標。

相較之下,其他國家的政策相對躍躍欲試,例如歐盟2016年發表量子宣言(Quantum Manifesto),啟動量子技術旗艦計畫;中國發射量子科學實驗用衛星墨子號到太空,更不用說美國挾有技術及預算優勢,量子電腦這幾年也是矽谷當紅的投資題目,美國除了IBM已進入商用,新創公司Regetti、IonQ,日本的Fujitsu均已提供商用服務。

另外,台灣對量子電腦目前有兩個迷思,第一是因為台灣半導體先進製程領先,所以量子一定會領先。半導體製程是整合量子位元必要而不充分的條件。中國大陸已有60個位元的量子電腦,但它的先進製程落後台灣四代。第二,台灣可以等到量子電腦成熟後,學半導體代工的模式。實情是在找到量子位元可以在常溫下運作前,不可能把量子電腦做到人手一機,量也衝不大,沒有代工機會。

「台灣若無量子電腦的能力,它的尖端半導體生產會被Intel威脅,而台積電的CPU客戶也會被Intel的CPU+QPU用技術或價格綁住、搶走。」胡國強補充道。

如果台灣想要在量子電腦加緊腳步成為技術領先群,胡國強提出幾項建議。

其一是強化台灣高頂教育品質,鼓勵將種子教授、研究人員派往麻省理工學院學學習在線課程課,或是派送年輕研究人員到美國研究機構取經;其二是建議台灣要擬定出量子電腦硬體開發的明確目標,預計到明確的時間點,開發出量子位元到一定程度的量子電腦,讓強大的研究團隊之間分工,協調和監督相關進展;第三是應用程式規模化發展,藉由政府的幫助導入相關研究機台,讓台灣研究人員和企業可以在地透國研發相關應用程式,期望未來台灣在量子電腦領域不會落後國際腳步。