自制量子电脑仍有瓶颈待克服 超级电脑模拟先上阵

基于台湾量子电脑还不易成功，超级电脑模拟量子电脑之运算技术可能是过度阶段的重要计划。符世旻（数据照）

台湾量子电脑目前主要有几个团队在加紧研发中，民间则主要由富士康研究院投入。如果量子电脑还要10年才有可能实现，如何用较多的古典电脑资源模拟量子运算，就成了过度阶段的重要选项。日本富士通（Fujitsu）即大量投入模拟，并成功应用在汽车等产业。台湾学研界则有国网中心提出，要用超级电脑来模拟量子电脑的构想。

根据国研院提出的相关计划，2024年开始，要推动台湾产学研用户使用高能物理知识、流体力学、固体力学、材料分析等数值模拟技术，并结合云端与自动化技术，拓展桥接产业合作。另外，基于量子运算趋势发展，国网中心会投入运用超级电脑模拟量子电脑之运算技术能量。

值得注意的是，国科会曾经指定国研院执行一项量子计划，不开放学界提案。据指出，这项计划就是「矽基量子计算次系统开发」。该计划有三大重点，分别为开发低温的cryo-CMOS量子位元操控、读取电路芯片次系统；建立cryo-CMOS 元件之低温电路模型；制作高保真度矽基量子点量子位元元件。预计2025年可整合各次系统呈现2量子位元操控，呈现单量子位元保真度达80%。

政府的科研计划必须与半导体或其他核心业技术衔接才有意义，例如「 More Moore」或「More than Moore」都是研发材料及新型元件架构的重点精神。目前台湾前瞻半导体研究，主要有发展前瞻晶体管技术、车用高功率芯片、量子运算、新颖存储器内运算及矽光子技术开发应用等。

在矽光子方面，中正大学前瞻制造系统顶尖研究中心教授张国恩正在研发全世界第一个可室温操作、电激发式锗锡合金（GeSn）雷射，要突破矽光子物理极限。GeSn雷射为矽光技术的独特技术，可填补矽光技术对于矽基光源之高度需求。

由于矽光子技术的发展已趋成熟，从数据中心、线上光通讯、生理传感器，到近几年的火红的人工智能（AI）及光量子通讯及计算等，都有矽光子技术。清华大学光电工程研究所教授李明昌正研究如何结合微机电光学探针及影像分析方法，应用于可程序化矽光IC。希望做出「光学版的现场可程序化闸阵列（FPGA）」，有效降低矽光子应用开发的周期及成本。

另外，国研院半导体研究中心（TSRI）也正执行矽光子及IC专案计划，包含矽光子晶圆制造、光电子芯片积体化、封测技术等，协助学界研究发展以矽光子IC技术为基础之系统应用光电芯片。

责任编辑：王桢莹