國科會近期發表台灣量子國家隊技術成果

國科會自2021年起攜手中研院及經濟部，整合產官學研等成立量子國家隊，致力於研發相關技術項目。國科會主委吳政忠表示，國科會提前布局前瞻科技，將量子科技列為國科會八大前瞻科研平台之一，以小搏大，並槓桿有限的資源，打造出從上、中到下游完整的研發模式，期能開發出量子科技軟硬體產業的關鍵核心技術，並進而將其橋接至產業端，為台灣量子科技的研發、應用及製造創造競爭價值。而團隊開發的次系統關鍵硬體與跨縣市量子通訊，其技術已能與產業界接，後續實用化可期。

中研院院長廖俊智表示，作為量子國家隊的一員，中研院主要聚焦於通用電腦硬體技術與應用開發。2024年1月發表台灣自研自製五位元超導量子位元晶片，並已提供學研單位研究測試，包括以量子位元做為極低溫CMOS以及參數放大器的開發平台。

在經濟部補助下，工研院在量子國家隊中負責研發量子電腦次系統關鍵硬體，計畫主持人工研院電子與光電系統所組長許世玄說明，目前現行的量子電腦礙於其量子位元數仍不足，然而在擴充量子位元時，會伴隨著控制用儀器及冷卻系統的體積隨之增大，及面臨大幅增加耗電量的窘境，因此將量子電腦微縮化是未來發展的趨勢。

此次團隊運用微波IC設計及半導體晶片製程所完成的低溫(4K)控制晶片與模組，在此模組微縮的情況下，將可大量縮短量子電腦訊號傳輸路徑，並降低雜訊干擾，且已成功與中研院的量子位元對接驗證。此模組功率消耗可低於國際大廠50%以上(參考ISSCC 2022)，對多量子位元的超導量子電腦發展更具優勢。後續將開發可控制多顆量子位元的超低溫控制晶片與模組，以因應於未來之超大型量子電腦(>1000量子位元)。目前相關成果已有材料及系統公司進行相關合作與洽詢，未來國內相關產業鏈也將逐步成型。

領導清華大學量子通訊團隊的褚志崧副教授表示，繼2023年團隊成功有效連結多個用戶端點，達成量子加密通訊星狀網路後，團隊與中華電信和其所屬研究院合作，順利將現有的量子通訊技術，延伸成跨縣市的長距離量子通訊技術。此次與先前最大的不同在於使用新竹縣市間超過十公里的商用光纖，且和一般光通訊在光纖網路並行運作，實現量子密鑰的傳輸和加密通訊，密鑰位元傳輸率與國際技術相當。

此次城市間量子通訊的成功，後續結合城市內星狀量子通訊技術，便可形成完整的量子通訊網路系統。且此次亦成功精簡用戶端之設備(包含量子密鑰收發器)，除降低了設備之成本之外，也將設備逐漸模組化。未來如有國內廠商投入，即可形成產業。團隊下一步將續與中華電信合作，測試100公里長距離量子通訊的可行性，以利未來能順利應用於金融財務、電子商務、個資傳遞及國防通訊上。