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SEMICON 2019 國際半導體展:從台灣角度如何看量子電腦發展?

隨著科技的發達,人類對運算的要求越來越高,運算能力超越現今超級電腦的量子電腦日益受到重視。從破解目前的 RSA 加密技術、透過模擬分子與交互作用來開發新藥與材料、加速機器學習與資料分析工作到搜尋大數據等,量子電腦對各產業應用都將帶來巨大衝擊,而日前 IBM 發表了支援 53 量子位元(qubits)的量子電腦,是目前運算能力最大的電腦,震驚全世界。

 

 

 

 

在今年 SEMICON  Taiwan 2019 國際半導體展,由科技部以及台灣大學共同舉辦的「量子電腦:預見未來運算世界」論壇邀請產學各界專家一同討論,從台灣角度來看量子電腦的未來發展,以及將來該如何從技術轉變成產業的觀點分享,吸引各界產業菁英前來共襄盛舉。

首先旺宏電子總經理盧志遠博士以產業的觀點看量子電腦所帶來的破壞性與革新,他分享半導體過去六十年的發展,莫爾定律帶領著半導體積體電路的蓬勃成長,研究人員克服各種困難,由技術逐漸轉變成產業,台灣因而在這半導體製造業中佔舉足輕重的角色,同樣地將半導體業成功的模式應用在未來的量子電腦產業,盧志遠提出以下三個前提:第一、針對量子現象需有一個有效理論,也就是工程計算的工具要簡化、有效。第二、要有可支援的材料與設備,台積電因為擁有先進的機器設備,因而能持續處於業界領先地位,所以設備工具的產業要能發展起來。第三也是最重要的是需要找到非用不可的殺手級應用,讓量子電腦技術可以寄生並繼續進化。

旺宏電子總經理盧志遠旺宏電子總經理盧志遠

 
 

矽基半導體量子電腦還是超導體量子電腦勝出?

接著台大物理系管希聖教授由其自身和研究室的研究成果開始,分享學術上矽量子點(Silicon Quantum Dots)的量子電腦發展過程與現狀。由於矽晶體的特性,目前所開發半導體式的量子電腦只能做到 1、2 qubit 的量子電腦,但是業界對矽量子點的量子電腦,尤其是台灣對此矽基量子電腦(Silicon-based Quantum Computer)持非常正面的態度,因超導體做成的量子電腦由於物理特性必須在絕對零度中工作,加上材料昂貴等原因,距離商業化量產仍有很長的一段路要走。相對於超導體量子電腦,矽材成本低廉、積體電路技術相容,加上近年來科技業界投入大量資源投資,包括 IBM、Google、Microsoft 與 Intel 等都相繼推出量子電腦與其應用,預期在不久將來矽量子點技術成熟後,能利用半導體的巨大產能加速其商業化。

台大物理系管希聖教授

台大物理系管希聖教授

 

台產業生態系通力合作在量子電腦產業立足

台灣擁有的半導體產業是發展矽基量子電腦最重要的優勢,傳統產業更樂見量子電腦的技術能日漸成熟。台塑高級顧問高英聰指出,隨著化學 4.0 的發展,對於製程的優化與預測都要走向數位化,目前化工產業也面臨挑戰與機會,包括發展工業 4.0 更有效率的製程、能源與環保議題、多變化的市場環境、複雜的供應鏈等。於是研究人員開始用電腦模擬分子結構,想找到最好的抑制劑來阻止聚合反應,複雜一點用於模擬置換反應,或用於分子動態模擬,更大規模則是用於粗殼粒子模擬,以及用於昂貴費時的新材料開發。而日本 IT 大廠富士通近期也發表類量子電腦的數位退火技術,能解決傳統運算無法解決的問題。高英聰認為,如同日本一樣整個化學研究產業生態系能產學合作,定能有所突破。

最後座談討論期間,與會學者與專家亦對其他量子電腦實現的方式進行深入探討,例如比利時微電子研究中心(IMEC)總監 Iuliana Radu 博士談到唯一能在室溫底下實現的鑽石氮空缺(nitrogen-vacancy)實現,或是加拿大 D-WAVE 系統公司實現量子電腦的量子退火(Quantum Annealing)技術等。來自新加坡的新創公司 Horizon Quantum Computing 首席科學官 Si Hui Tan 指出在量子電腦領域,除硬體外軟體開發也同樣重要。盧志遠認為台灣矽產業很強,但目前尚不知哪種量子運算技術會勝出,只能讓技術去競爭。其他專家也提到台灣有充沛的技術人才,業者甚至政府該如何整合資源引領產業發展甚為重要。

SEMI-大會量子論壇場次與會者-Panel-討論

SEMI 大會量子論壇場次與會者 Panel 討論

量子電腦的實現能夠帶來全面性的革命,挟其龐大的運算能力即將能解決目前超級電腦也無法計算出來的問題,例如全球暖化氣候變遷等問題。這個下世代的運算工具在商業化的應用出現後將令人期待。

 

本文轉載自------科技報橘

文章連結 : https://buzzorange.com/techorange/2019/09/27/semicon-2019-quantum-computer/

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