量子國家隊成軍，17項團隊底定，聚焦未來量子世代臺灣產業鏈

對於量子科技的研究，各國政府或民間企業屢有突破，為因應未來全球科技變革，臺灣在一年半前，提出跨部會成立量子國家隊的概念，當時行政院即宣布，要在2022年到2026年間投入80億元，推動我國在此領域的技術與人才能量，如今終於正式展開。

在3月16日的聯合記者會上，行政院科技會報辦公室、中央研究院、經濟部與科技部宣布，正式選出17個量子國家研發團隊為主要方向，作為我國量子科技發展基石，期盼未來我國能在全球量子科技產業中佔有重要角色，建立臺灣量子科技產業鏈。

建立跨部會產學研團隊，完成核心關鍵技術盤點

過去十多年來，中研院已投入量子科技的發展，在物理、原子與分子科學、資訊、應用科學，以及資訊科學創新研究面，都有1到2位專家持續進行量子科技的相關研究。

就近年政府鼓勵的部分而言，科技部在2018年推動「量子電腦專案計畫」，補助多個學界團隊，包括清大成立前瞻量子科技研究中心，以及臺大成立IBM-NTU量子電腦中心等，到了2020年，又再提出更通盤的量子運算國家戰略──「量子科技專案計畫」，目標成立跨部會的量子國家隊，以整合關鍵技術的研發能力。

歷經兩年，此戰略正式成形，我國已盤點出必需發展的關鍵核心技術，審核選出17個產學研團隊，成為未來5年的量子科技發展方向。

如何透過有限資源跟上全球腳步，聚焦、合作與整合是關鍵

關於臺灣量子國家隊的成立，幕後重要關鍵推手，主要是行政院科技會報辦公室副召集人暨科技部部長吳政忠，以及中央研究院院長廖俊智。

吳政忠指出，這次的戰略，已跳脫由單一部會或僅由學界進行上游研發的模式。過去由上而下循序推進的模式，發展速度太慢，將浪費臺灣最重要的優勢，畢竟國內半導體產業在全球極具競爭力，因此，現在是要跨域、跨校、跨單位與結合產業來進行，打造橫跨上游到下游的完整研發模式。未來，包括金管會、國發會也應陸續參與這項戰略。

對於全球量子科技發展的趨勢，中央研究院院長廖俊智表示，自2019年開始，量子科技在全世界如風起雲湧般，受到比以往更大的關注，尤其是開始實現利用量子疊加、量子糾纏的特性來運算，而全球在量子科技的投入，目前已高達6,800億元，這筆天文數字還是未計入民間企業投資預算的狀況。

面對未來可能的產業變化，儘管量子科技門檻非常高，需要相當深入的研發，臺灣仍必須在早期就跟上發展。廖俊智強調，雖然臺灣政府所投資的金額難以與全球相比，如何利用有限的資源與全球量子列強競爭，選定方向就是關鍵，透過聚焦、合作與整合的方式，讓這次定案的17個計畫都有希望達成的目標。

我國量子系統推動小組召集人果尚志表示，臺灣的目標是要鎖定「量子電腦硬體」與「光量子」、「量子電腦軟體」的核心技術，以及周邊關鍵組件，建構實際功能的量子系統，並培養量子人才及開發產業應用，同時透過產學研的合作，期盼運用臺灣現有的優勢，讓我國在未來量子世代的產業鏈中，也能居於關鍵地位。（攝影／羅正漢）

從17項關鍵任務著手，學研單位與產業通力合作

在現階段的具體運作上，行政院科技會報辦公室設立量子系統推動小組，由清華大學教授果尚志擔任召集人，陽明交通大學教授張文豪擔任執行長，以及中研院研究員王明杰擔任系統總工程師。

關於我國量子系統推動小組，其終極目標在於，培養臺灣未來量子世代的產業鏈。

果尚志指出，這次選出17個量子國家研發團隊，目標相當明確，並不是要做到全球科研頂尖、與IBM、Google與微軟等業者，比拚量子位元最多的電腦，最重要的關鍵，是具備建立量子科技的核心技術能力，以在未來形成產業鏈時，臺灣能居於關鍵地位，就像現在國內半導體產業在全球的重要性一般，並要培育量子人才及開發未來量子世代創新產業應用。

因此，掌握關鍵核心技術就是最重要的任務，換言之，就是要建構臺灣自製量子電腦，以及建置臺灣自製量子通訊網路系統。

到底國內需要從那些關鍵面向去著手？張文豪指出，整個量子國家隊的架構，可分為三大面向。

第一個面向，是成立關鍵技術研發的產學研團隊，聚焦3大領域17項計畫。

當中有那些是我們要發展的關鍵技術？以「通用量子電腦硬體技術」而言，包含7項計畫，包含建構量子電腦、超導參數放大器、量子電路、量子計算、低溫CMOS元件，以及中性原子的領域。

在「光量子技術」上，有4項計畫，包含量子通訊網路、光量子晶片、光電晶片量子計算、QKD關鍵零組件與系統整合研究等領域。

在「量子軟體技術與應用開發」方面，有6項計畫，包含量子電腦理論、量子虛擬機、量子程式驗證及轉換、金融應用、量子噪聲演算法、與初期量子揪錯設計等領域。

而上述17項計畫共有72位跨領域專家擔任計畫主持人，其成員來自中央研究院、國研院半導體中心，以及國內10多所大學的團隊，涵蓋物理、天文、電子、電機、光電工程等多個領域，並有二十多家公司共同參與，包括鴻海科技、臺灣新思科技、聯發科技、日月光，以及稜研科技、圓陵工業、易儀科技、量源光電、龍彩科技等多個領域的企業。

第二個面向，是建立沙崙量子研究基地，該基地設於中研院南部院區，在3月15日已啟動上樑儀式，預計年底前完工，屆時將成立量子實驗大樓暨核心設施，讓17個團隊都能應用最先進的昂貴設備，而不像過去學術團隊研究時，處於資源不足且分散的狀態。

第三個面向，是以經濟部工研院的團隊為主，將發展低溫控制電路製程與關鍵組件，例如，低溫微波控制電路、低溫記憶體技術的開發，提前布局量子電腦核心關鍵IP智慧財產。

低溫元件發展最受期待

至於我國量子科技發展的挑戰？張文豪表示，在現今的量子科技領域，國外居於領導地位，但他們不會告訴你技術怎麼做，因此很難超前部署，儘管眾所皆知量子科技很重要，但對於產業而言，可能不知道關鍵技術，也不知如何參與。因此，現階段必須要有臺灣團隊去研發，實際深入瞭解後，才會真正知道有那些技術瓶頸與關鍵，讓臺灣產業能及早體認在那些環節可扮演的角色，才有機會參與到未來的產業鏈。換言之，要讓產學研團隊不是瞎子摸象，而是實際走一圈，將能務實地找出可以發揮我們實力的強項。

至於未來量子電腦的普及形式，他指出，就目前的觀察而言，量子電腦可能與傳統電腦不同，不會走入每個人的家庭，最主要的原因，量子電腦需要很多低溫的技術，需在攝氏-269度C進行操作，因此，未來量子電腦會是雲端運算平臺的概念，如同現在建置超級電腦一般，而發展低溫相關元件的技術，如臺灣在CMOS影像感測元件的實力，也是這次會中多次強調的重點，未來這類低溫元件技術，甚至也能用於太空領域的發展。

量子科技不只是資訊工程，更關鍵是物理面的量子力學，還有製程面的相關技術，以及數學面的量子演算法，未來生醫、金融、化學模擬與大數據的應用面。現階段，量子國家隊的研發面向將聚焦於「量子元件」、「量子電腦」、「量子演算法」及「量子通訊」等技術項目或跨項目整合發展，而且，不只是開發量子電腦與量子通訊關鍵核心技術、建置量子運算與量子密碼研發平臺，還強調參數放大器與低溫電路的研發，以及後續經由產學合作而成的縮小化商業化零組件，並要培育未來軟硬體量子世代人才。

關於量子國家隊的產學研團隊，共有3大領域與17項計畫，並有多達72位專家擔任計畫主持人。以17項計畫的總主持人而言，包括：中央研究院物理研究所陳啟東、清華大學物理學系陳正中、清華大學物理學系林晏詳、臺灣大學物理學系管希聖、陽明交大電子研究所李佩雯、臺灣大學電子工程學研究所李峻霣、中央研究院員子與分子科學研究所陳應誠、清華大學物理學系褚志崧、清華大學光電工程研究所李明昌、中央大學光電科學與工程學系陳彥宏、臺灣大學光電工程學研究所李君浩、中央研究院資訊科學研究所鐘楷閔、清華大學物理學系陳柏中、臺灣大學電子工程學研究所江介宏、臺灣大學物理學系張慶瑞、臺灣大學化學系鄭原忠、陽明交大電機工程學系賴清沂。

我國發展量子科技關鍵技術的考量重點

量子國家隊自2020年宣布以來，到2022年正式成形，選出的17個產學研團隊，我們注意到，當初提案的團隊可能比入選者要多出1倍，在這段期間內，我國是如何盤點並考量將聚焦的方向呢？

對此，我們也詢問經濟部並請他們說明。他們表示，這次的「量子科技專案計畫」是目標導向型，與一般基礎研究計畫案性質相當不同，因此，在計畫之初，就針對量子科技硬體與軟體之核心技術瓶頸，公開徵求國內研究團隊，提出具突破性的解決方案。

而徵求提案的審查，有5大重點，包括：提案需切合本次計畫所要突破技術規格項目，需提出年度具體技術藍圖，同時重視題目的學術研究卓越與新穎性，團隊成員之互補性，以及檢視總計畫主持人與子計畫主持人能否具有跨領域、跨單位資源整合的能力。最後，才選出這17項計畫。