年初登場的美國消費性電子展，首次納入「量子專區」；今年6月聯合國大會宣布2025年為「國際量子科學與技術年」。根據統計，目前已有超過30個國家將量子科技納入國家戰略計畫，總投資額逾445億美元。量子運算有多重要？臺灣該如何應對？工研院《無限量：量子百年 創新紀元》提出剖析。
傳統以矽為基礎的計算技術正逐漸逼近運算極限，新興量子科技，正是為了突破矽科技為主的傳統運算限制。近年來，量子科技已成為全球科技競爭的核心，國際大廠、新創公司乃至各國政府都重資投入。工研院日前舉辦「AI躍飛．量子啟航」研討會，並發表《無限量：量子百年 創新紀元》專刊，針對量子科技的全球趨勢與臺灣潛在機會，提出詳盡分析。
量子世代關鍵賽局 臺灣不能缺席
根據麥肯錫公司（McKinsey & Company）預測，全球量子產業市場規模有望於2030年突破900億美元，成為各方競相布局的焦點。工研院院長張培仁致詞時表示，量子科技正從實驗室加速邁向產業應用，被視為繼AI之後最具顛覆性的科技浪潮。2025年適逢量子力學誕生百週年，臺灣面對這場攸關國際話語權與產業主導權的關鍵賽局，更是不能缺席。
2022年諾貝爾物理獎得主、法國物理學家Alain Aspect教授以量子糾纏（Quantum Entanglement）的開創性研究獲獎，為「第二次量子革命」奠定基礎，讓量子技術走入運算、通訊與感測等實際應用。他特別以錄影方式致詞，提到近年來因應超導量子電路的進展，使具備超越傳統計算優勢的量子電腦大有可期。Aspect教授強調，甫啟動的「法國—臺灣量子計畫」以交流與培育為核心，期盼工研院扮演關鍵樞紐，攜手產官學以開放合作、技術標準化、量測與系統整合等技術瓶頸，臺灣就有機會在這波運算變革中站上領先位置。
《無限量：量子百年 創新紀元》專刊中，集結國際頂尖專家智慧，收錄Alain Aspect教授與臺灣學者張慶瑞等人的深刻見解，內容涵蓋量子革命、技術發展、創新應用與國際策略，可謂是為臺灣量子產業發展提供的全面指引。
專刊中亦提出4項策略建議，作為推動臺灣量子產業生態系的發展方向。首先，在關鍵技術研發與應用創新上，應善用臺灣在ICT與半導體產業的既有優勢，鎖定具備利基的核心技術，如量子晶片、控制系統與混合運算，並結合AI應用場域，打造從研發到市場落地的創新鏈；其次，透過國際合作與標準參與，鏈結美、歐、日等量子聯盟，與先進國家建立科研及供應鏈戰略夥伴關係，強化產學研對接機會。
第三，於量子科技治理與人才整備面向，建立完整的科技治理框架，涵蓋風險評估、數據主權與倫理準則，並強化法制與教育體系，培育跨域應用人才；最後，推動試驗場域建構與創新育成，設立量子研發與驗證平台，結合創新基金與新創資源，加速商業化，同時打造量子科技創業育成與新創投資生態系，促進研發成果轉化為產業動能。
量子X超算XAI的臺灣路徑
工研院產科國際所所長林昭憲更直言，量子不再是物理學家黑板上的公式，它牽動金融、藥物、材料與能源，甚至影響國家競爭力與經濟安全；而量子運算也不會取代AI或超級電腦運算（Supercomputing），而是以「量超融合」（量子X超算XAI）為路線，從戰略、人才到產業結構全面備戰，讓量子與高效運算並行互補，尤其在材料模擬、投資組合最佳化、藥物研發等需要同時探索海量組合的題目上，量子電腦能把原本要跑幾天的運算縮短為幾分鐘，以及把需要花費10年以上來研發的藥物，時程縮短為2至3年，讓企業在市場瞬息變化間掌握先機。
有鑑於全球已超過30個國家訂出量子戰略並投入可觀資金，形成新一輪的「科技主權」拼圖，臺灣也須及早布局。國科會及中研院所共同資助的量子電腦計畫，已成功自研自製第一部5位元超導全系統量子電腦，並持續規劃相關垂直整合應用，這讓臺灣在自主研發量子電腦方面奠定了重要基礎，但與量子大國相比仍有進一步努力與追趕的空間。未來，可望憑藉半導體供應鏈長年累積的實力，在低溫電子、封裝測試與精密量測等優勢，持續建構試產、整合與標準制定，為量子商用化奠定前期條件，讓研究成果有機會進一步轉化為量子技術產業雛形。
林昭憲也提醒，要從研究走向產業，關鍵在人才。以荷蘭為例，每年有200多位量子相關碩博士畢業，臺灣目前每年約有50人，離開校園後卻未必能找到相關工作，他建議政府明確訂出中長期量子戰略，結合國家級實驗室與跨部會標準小組，推動「專案＋師徒制」的人才培育，同時吸引國際投資與新創基地，把研究變成企業實戰題目，讓人才有投入的管道。
量子晶片的差異工序與品管 是臺灣切入契機
本次研討會中也邀集學者與業界先進探討臺灣量子技術發展趨勢。中研院特聘研究員兼量子電腦專題中心執行長陳啟東認為，量子電腦最大的挑戰就是晶片，晶片決定了效能，以超導量子為例，製程有7到8成與半導體相通，然而真正決勝點在「2到3成」的差異工序與品管，這正是臺灣可補位之處。臺灣半導體技術領先全球，無論是製程、量測能力與供應鏈協作經驗都很豐富，下一步是找出差異並精進，就有機會轉成穩定可複製的量產條件。
2020年即設立「量子計算研究所」與2023年啟用「離子阱實驗室」的鴻海研究院，所長謝明修從系統整合角度指出，一片「好的」量子晶片不等於一批「穩定」的量子晶片，關鍵在供應鏈所需的低溫系統、微波控制、讀出連結、同軸走線與室溫端高速運算，如GPU，是否到位。
剛獲輝達投資的量子運算新創公司Quanti-nuum首席科學家Harry Buhrman則把視野拉高到全球，他認為量子硬體的版圖未定，靠單點突破不會是贏家，而是要建立分工網路；他分享Quantinuum的經驗，材料、製程、控制與錯誤校正必須在能反覆驗證的循環機制內優化。舉例而言，演算法與量子糾錯能在雜訊中等規模量子(NISQ)階段創造早期價值，企業應把量子與HPC／AI等算力視為整合工具，再用GPU／AI做前處理與後驗估計，用量子硬體來攻克瓶頸，才有機會實現。
IBM台灣技術長莊士逸也認同，量子技術的應用不能「等硬體成熟才開始」，他以IBM這幾年推動的Quantum Network與創新中心為例，就是把產業困境翻成量子可解的問題，在雲端硬體上反覆驗證、把演算法與近似最佳化的策略練到可用。但對企業而言，也改變了投資思維，不必等到硬體完美，而是先從材料模擬、物流排程、金融組合優化等場域著手，培養跨域團隊的語言與方法才能搶占量子運算先機。
跨域攬才 把會做與懂做的人湊在一起
林昭憲更直言，要把量子技術從研究端轉向實務端，首要任務是建立可複製的量測與驗證平台，建置次系統的關鍵規格與測試流程。對此，陳啟東認為，要打造完整生態系就要靠實務推動，除了平台，還要與人才、製程與供應鏈等環節緊密結合，而不是只做做設備或零件。Buhrman更提醒，自有平台與吸收國際資源並不衝突，反而能加速互助，把控制鏈、韌體與雲端服務與全球夥伴對接。
但要大刀闊斧發展量子科技，到底需要哪方面的人才？莊士逸與謝明修皆主張，以跨域專案延攬人才，像是把系統拆解成可分工模式，讓製程工程師、射頻／微波人才、量測工程師、韌體與控制、資料與高效能運算(HPC)工程師能在同一平台累積經驗，同時透過國際合作計畫強化理論基礎、厚植演算實力。
陳啟東強調，教育體系的調整需要時間，但產業不能等，短期先以「專案＋師徒」雙軌育成人才，把「會做」與「懂做」的人湊在一起，中長期則勢必要讓教育接軌。
量子運算已經是正在發生的科技，唯有掌握軟硬體發展、量子技術標準化並培育相關人才，未來才有機會在量子紀元中大展身手。
（本文是由作者工業技術與資訊授權轉載）
