量子電腦將是下一個世代趨勢,擁有大量快速的運算能力,超越現有任何一台超級電腦,也即將取代現有積體電路電腦,前年國科會編列90億經費鼓勵研發。國內外量子電腦發展已10年以上,中央大學在量子領域上也涉略多年,已自製出台灣第一片光分子量子晶片,這晶片曾帶到澳洲國立大學參與實驗,並發表在國際期刊上引起矚目。
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主導這計畫的光電科學與工程學系陳彥宏教授表示,目前量子電腦以IBM、Google最明確,以「超導體」做出50多個量子位元(Quantum Bit)的量子電腦,IBM並與國際20多個機構合作中。而中央大學在量子電腦研究上是以「光分子」而不是「超導體」,所謂光分子或超導體概念就像積體電路中的矽一樣,矽是積體電路的基材,光分子或超導體是量子電腦的基材。
陳彥宏教授說明,超導體量子電腦國內中研院也有做出一台,但超導體的問題在必須在攝氏零下273.15度的絕對溫度運作,因此只要是超導體的量子電腦核心都很大,因為要有個「大冰箱」;但光分子的量子電腦則沒有這問題,技術若能突破,商業化的可能性比超導體合理許多。不過兩者各有擅長,超導體運算比較像現在電腦可持續運算,光分子運算則只有光通過的一次性,現階段兩者都還在發展中,不是最終解決方案。
陳彥宏說,量子電腦大量快速的運算能力,超越現有任何一台超級電腦,因此許多國家是傾國家之力在全力發展,只不過目前的技術所做出的量子電腦錯誤率還滿高;另外就許多國家看到量子不可觀測的特性,運用在通訊上,讓量子通訊成為絕對安全無可破解,目前可見的是中國大陸在這方面的專利申請全世界第一。
無論是量子電腦或量子通訊,未來運用都要用到量子晶片,中央大學做出的光分子量子晶片就有成為商業化的潛力。陳彥宏表示,台灣的光電技術本就有一定實力,他們是利用光電的傳統材料做出控制晶片,再以光纖導入一般通訊光源,現在有2個量子位元計算能力,3年多前做出第一個原型晶片時,帶到與中央大學有學術合作的澳洲國立大學實驗,效果相當不錯,讓澳洲人驚艷,一起在國際期刊上發表。
陳彥宏說,台灣現階段量子晶片是中央、清大、交大一起分工合作,整個計畫名稱叫做「矽基量子光電晶片」,央大做的是光源進入控制晶片,控制晶片送出來的訊號需要邏輯運算,運算完後要能偵測,這3部分最後整合成一個完整的系統才有運用的可能,現在正逐步加大其中量子計算位元,希望台灣能夠在量子電腦的時代裡不要缺席,在未來量子晶片的製造上,台灣還能像台積電一樣,保有相當的地位。
陳彥宏說,有人形容現在量子電腦就像是1964年IBM做出第一台IC電路的電腦一樣,體積龐大只有少數人使用,55年後的今天每個人手機的功能都比它強,試想50年後的量子電腦世界會是如何?(突發中心吳詠平/桃園報導)
央大光分子量子晶片小檔案:
全稱:積體量子偏振糾纏光源晶片
基材:鈮酸鋰
光源:1500nm
計畫:矽基量子光電晶片
合作學校:中央大學、清華大學、交通大學