挑战前瞻量子元件 中研院2023年启动关键突破计划

中研院院长廖俊智曾表示，全球大约有新台币6,300亿元的资金投在量子科技，国际的量子科技已经发展到2.0的阶段，台湾的重点原则是聚焦、合作、整合。根据中研院的公告，自4月开始启动新一轮的关键突破研究计划徵案，希望以多年期经费补助，鼓励学者勇於挑战更具规模、更重要的关键问题。

2021年中研院应用科学研究中心主任果尚志与量子光电专题研究中心CEO张文豪主持的前瞻量子光电(Quantum Photonics)研究，就属於中研院核定的关键突破项目。果尚志因借调期满，2022年已返回清大物理系任教。

量子科技进步快速，国际大厂以IBM、Google等公司最具实力，微软(Microsoft)尚在研发中。其中Google最近宣布量子蒙地卡罗法(Quantum Monte Carlo)可应用在化学反应、药物开发等领域。新创公司则有IonQ宣布将使用钡-133作为制造离子的材料，用以取代原本的镱。2022年内就会有采用钡-133的离子阱量子电脑问世。

国内阿里巴巴达摩院量子实验室亦有进展，近期该实验室在美国物理学会年会展现最新成果。此外，达摩院量子实验室还发明新材料，有机会用於下一代fluxonium芯片。阿里巴巴达摩院量子实验室的目标之一，是希望在2030年研制出具有50~100个量子位元的通用量子计算原型机，解决重大实际问题。

在全球存储器产业具话语权的韩国，亦极为重视量子科技发展，目标是2030年成为量子技术四大强国之一。韩国将集中投资量子处理器、演算法、错误修正、应用软件等四大核心，预计到2024年打造具有50个量子位元的量子运算系统。在量子通讯方面，韩国在有线量子加密通讯与无线量子加密通讯都不会缺席。

台湾厂商并未大举投入量子科研，主要还是产业发展的路径尚不明确，厂商难以评估投入的成本与人力到底需要多少，以及量子科技可行的商业代工模式。因此目前台湾主要还是以政府资金支持学界研究打前锋。

例如美国明尼苏达大学物理博士、台湾清华大学物理学系助理教授林晏详正在研发以Fluxonium为基础的量子元件。Fluxonium超导量子位元是目前世界上最长衰减时间及最长退相干时间的单一超导量子位。

中研院鼓励研究人员着眼於社会及学术上亟待克服之挑战，剖析现有限制，发掘关键问题之所在，进而提出具突破性的解决策略，达成「成就全球顶尖研究」之目标。2023年关键突破计划申请，预计於2022年10月公告核定结果，通过之计划於法定预算定案後自2023年1月起执行。

中研院目前投入的量子研究，除了物理所的陈启东正全力开发超导量子电脑芯片关键制程、量子位元的运作技术及量子芯片之外，还包括原子与分子科学研究所许良彦的量子电动力学化学(Quantum Electrodynamics Chemistry)相关研究。

而量子材料如拓朴量子材料电子结构、异常霍尔电阻量子化材料开发；雷射在电浆、冷原子、量子信息科技及非线性光学的应用；量子气体之动力学及等效规范场等研究，都是中研院重要的研究项目。

责任编辑：朱原弘