量子電腦具有超強大的運算能力，有可能在數分鐘內解決古典電腦花上數萬年才能解決的問題。陽明交通大學張文豪教授指出：「量子科技未來在很多面向都將帶來衝擊，包括資安、國防、金融、藥物等，都會帶來革命性的改變。量子電腦將會是戰略科技。」
&nbsp;
&nbsp;
<h2>量子浪潮來襲　臺灣不能忽視量子電腦的發展</h2>
量子電腦的概念其實數十年以前就存在，但要真的做出一臺通用的量子電腦，則需要克服許多的技術難點。舉例來說，量子電腦的核心「量子位元」通常要在極低溫下才做得到。過去無法實現的技術，隨著科技的演進，現在逐一實現。
&nbsp;
目前量子電腦的牛耳是IBM，在2019年發表了量子電腦「Falcon」有27個量子位元；2020年發表「Hummingbird」則有65個；2021年的「Eagle」進階到127個！短短2年，量子位元的數量就成長了5倍！甚至在IBM的規劃中，未來推進的速度會愈來愈快，計畫在2022年的「Osprey」將有433個、2023年的「Condor」甚至會有1,121個量子位元。可想而見，在接下來的幾年，量子位元的數量將會持續加速成長。張文豪教授表示，「當量子位元數能產生到達千個以後，技術瓶頸突破後，就能預期可以達到上萬個、上百萬個！」
&nbsp;
未來勢必會成為一項重要的戰略科技，如果臺灣妥善發展，在其中成為樞紐、掌握關鍵技術，有機會形成如半導體一般的「矽盾」。清華大學物理系林秀豪教授認為，「臺灣下一個科技產業的護城河會是什麼？量子電腦可以是重要的一環。」
&nbsp;
&nbsp;
<h2>充滿彈性的產業結構　回應瞬息萬變的市場</h2>
要發展出通用型的量子電腦，除了製作出核心的「量子位元」以外，還有許多其他的考量點。從整個系統的製程、周邊的半導體晶片、負責訊號的微波元件等，這些都是臺灣的強項。張文豪教授說道，「未來要把量子位元愈做愈多的時候，最後的問題不是科學問題，其實是工程技術問題。」以手機為例：商業化的手機不會只有核心的晶片需要設計，還包括電源供應、相機鏡頭等，各個部件之間還需要系統整合、封裝、測試等。林秀豪教授也認為，「所以它其實是一整個產業鏈。我們今天放眼全世界，這個產業鏈最完整的地方在哪裡？就在這裡（臺灣）！」
&nbsp;
臺灣垂直產業鏈完整、上下游的公司彼此互相合作，將生產過程「垂直分工（vertical separation）」。以半導體產業為例，設計晶片的可以是聯發科、聯詠，而要把晶片製造出來則可以交給台積電、聯電等。相較國外的知名半導體大廠如韓國的三星、美國的Intel則同時囊括設計與製造的步驟，屬於「垂直整合（vertical integration）」的類型。雖然在「垂直整合」類型的公司下，可以提高生產效率，面對新的技術需求，這些大型企業能成立新的部門、耗費重本進行開發。但組織一旦龐大，不免會綁手綁腳，面對近十年來快速更迭的技術，垂直整合的模式就顯得缺少彈性，只要任何一項技術出現挑戰，整個生產線就會受到影響。
&nbsp;
相較之下，臺灣產業鏈「垂直分工」中的每一個生產環節各自獨立，能各自追求效益最大化、創新技術。中小型企業之間互相競爭的模式，更能夠激起創新的動能。張文豪教授解釋：「面對新的變化時，產業鏈就會重組，組合完以後就變成一個新的變形金剛，這就是產業鏈重要的地方！」林秀豪教授舉例說明，「一個穩定健康的生態系，要有多樣性，而且要有動態的平衡。」臺灣豐富、多樣、完整，且互相競爭的中小型產業，讓整體社會更能因應多變的產業環境需求。
&nbsp;
&nbsp;
<h2>提前布局量子市場　培養各領域中的人才</h2>
開發量子電腦不能只是紙上談兵，坐而言不如起而行，實際動手開始做以後，才會發現許多問題與技術需求。張文豪教授表示，「我們也是進去了解以後才知道，要做出一臺可運算的量子電腦，它中間的（技術需求）範圍有多龐大。」除了開發核心的量子位元以外，還有許多與量子力學無關的工程問題。他笑著解釋：「其實，不一定真的要懂量子力學！」
&nbsp;
由於開發量子電腦系統需要各種領域之間的合作，必須要有一個平臺讓資源得以整合。「量子系統推動小組」就是在這個目的下誕生。有了這個平臺進行橫向的連結，才能更有效率地統整資源、互相協助。身為量子系統推動小組執行長的張文豪教授解釋，「我們不是要打敗（其他科技公司），而是要讓國內的企業們知道，哪些地方我們可以參與。」
&nbsp;
在開發出量子電腦系統的過程當中，我們也能培養相關技術的硬體、軟體人才。量子電腦還沒有真正商業化的時候，這些來自各個領域的人才可以遍布在各自的產業中服務。而當未來量子電腦真正商業化的時候，這些具有經驗的人才就能發揮關鍵作用，協助產業轉型、升級。
&nbsp;
&nbsp;
<h2>從學界到產業　相互支持深耕研發力</h2>
政府推動量子科技研究，除了國家實驗研究院、中央研究院等法人引領外，學術界的參與更是不可或缺。張文豪教授表示，「之前談的量子國家隊基本上已經成形了。」由科技部（2022年改制為「國家科學及技術委員會」）主導的「量子科技專案計畫」積極鼓勵學術界投入開發相關技術，其計畫主要分成3個面向：第一個面向是打造出通用型的量子電腦，包含核心的量子位元與周邊的電子電路；第二個面向則聚焦在應用層面，開發量子電腦相關的軟體與應用；最後一個面向則是發展光量子技術，包含「光量子計算」，是以光量子作為量子計算的核心，以及「量子通訊」，為通訊安全發展上的重要關鍵。量子相關技術仍在開發初期，因此計畫廣納不同技術、研究，執行項目十分多樣，讓每一項技術都有實現的可能。
&nbsp;
此次，量子科技專案計畫還有一項特別的要求——「提案中要有產業界的合作意向書。」提及意向書的用意並非要求提案須立即找到業界投資，而是希望提案的背後是有產業表達興趣，作為引導產業在未來能持續參與、了解。張文豪教授解釋，「過去科技部在徵求計畫很少這樣做，但這次我們參考歐盟。」期望透過這樣的方式，讓學界在開發新技術的初期，產業界便能了解新技術的市場與價值，等到技術成形後，就能在第一時間投入資金，讓新技術能有茁壯長大的機會。
&nbsp;
&nbsp;
<h2>將「量子」帶出書本　走向普羅大眾</h2>
除了技術層面以外，量子系統推動小組也是一個讓產業界得以獲取正確資訊的平臺，讓產業界知道量子科技即將帶來的危機與轉機。藉由正確的資訊，讓有興趣的產業妥善地評估投入的意願，以及其中的商業機會。張文豪教授表示：「所以為什麼我們要有outreach（推廣），要有管道向社會大眾對話，提供社會大眾正確的訊息！」
&nbsp;
讓一般大眾理解量子科技的重要性也是重要的一環。量子力學有許多獨特且難以理解的現象，舉例來說，大家最為熟悉的例子是「薛丁格的貓」，一隻貓可能處於生與死的疊加態，也就是生死兩種狀態，在量子的世界是可以同時並存的。這些奧妙的現象，讓「量子」在科普市場中頗受歡迎，然而要如何進一步將相關的知識帶給年輕學子，激發他們學習的興趣，則是另一個重大的挑戰。這也是量子系統推動小組在努力的目標，林秀豪教授表示：「（量子科技）其實有很多非常有趣的觸角，只要跳脫國家考試的框架，就可以布建很多種子。」
&nbsp;
人類科技發展愈來愈快，量子科技在全球將掀起一陣波瀾，對各個領域都會帶來革命性的變化。對「國家」而言，應把握自身優勢，運用資源，在國際上掌握話語權；對「產業」來說，要審度情勢，升級技術，參與下一個世代的發展；回到身為「個人」的我們，張文豪教授提供建議，「回到愈基礎的東西愈好！不要太快進入到應用的末端。」如果具備基本的科學能力，要轉進任何應用領域都會相對容易。探索自我、培養科學基礎能力，才能在這個變化迅速的時代持續走在尖端。
&nbsp;
&nbsp;
（客座總編輯 |國立陽明交通大學電子物理系 張文豪教授、國立清華大學物理系 林秀豪教授；研究顧問團隊 | 中央研究院物理所 王明杰研究員、工研院電子與光電系統研究所 吳志毅所長、中央研究院資訊科學研究所 鐘楷閔教授、國立清華大學物理系 果尚志教授；責任編輯 | 段芊卉、葉于甄）