亚博_专家传真-台湾发展量子技术 应聚焦系统、元件、软体 领域

来源:亚博 作者:亚博科技前沿资讯网 时间: 2019-04-13 15:11:54

亚博报道:

当摩尔定律走到止境,下一代量子电脑运算将改动现有工业生态、加快新式运用速度。跟着各国在量子通讯、量子电脑上的投入,已成为新显学。


2016年5月IBM宣布量子运算器「Quantum Experience」渠道,运用在人工智慧、机器学习、安全编解码、资料多维度等运算;Google向加拿大D-WAVE公司采购的量子电脑,则运用在最佳化演算法、人工智慧、印象辨识、太空探究运算;美国白宫科技参谋委员会于2017年1月所发布的半导体工业长时刻抢先开展战略报告书,亦点出量子电脑对全球气候猜测及恐攻资安监测运用效益,将大幅提高。


从商用化视点来看,世界厂商开展原则为「软硬兼施」。硬体多以「整体系」为主,侧重在量子数量的添加、安稳量子态(除错、存活时刻)及安稳引发羁绊效应;而软体除演算法东西外,也透过开源软体方法敞开各界投入测验,以下降开发者进入门槛。


但是,量子技能不论是运用资料、元件甚至体系架构、制程等,都与曩昔的资通讯技能有显着不同。现在量子电脑技能的开展瓶颈,从架构上来看首要分为Logical layer及Physical layer两层次。Logical layer的瓶颈在于运用方向尚不清晰,量子演算法只能针对十分特定的问题解决,缺少通用性、且开发人才少;在Physical layer层次上,因量子态十分软弱,需延伸存活时刻方能完结资讯有用运算及读取,且量子羁绊效应的引发不安稳、除错问题消耗很多运算资源等约束,都提高了相关工业开展门槛。


鉴于以上原因,若台湾想开展量子电脑整体系,需消耗很多资源与时刻,但并非无利可图。其间量子处理器(quantum processing unit, QPU)需在超导电子晶圆厂内制作,并把QPU嵌在硅晶圆上,进程需求运用到晶圆制程的专业知识来开展;而低温也是量子存活的要害要素,因而主张台湾工业可透过与世界整体系业者协作,聚集于QPU之微波控制体系(读取量子资讯)、量子处理器封装(半导体)与低温元件为研制主力,最契合台湾工业优势。


其次,量子通讯的开展侧重「安全」与「机密性」,远大于传输功率,现在多侧重在量子密钥分发的研讨,又以单光子为现在量子通讯较多人采用的技能。其间量子中继器因量子态软弱,在开展上仍有技能瓶颈。因而,台湾或许投入方向包括:量子通讯体系可调式光源(光学相关)、量子密钥分发体系的研制,以及量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)之办理软体。


别的,台湾工业需先就各国的量子专利布局进行了解。笔者以要害字方法检索高度相关专利后,找出9,446笔量子专利技能,其间「量子电脑专利」请求数量从2013年后出现显着生长,美国占了Top10中近50%,其次为加拿大、日本、澳洲、英国、韩国、我国等。布局要点以Qubit 技能、微波控制体系与演算法为主,部分厂商开端布局量子电脑间资讯传输的Quantum Network技能。而量子通讯专利趋势与所属国剖析则以我国专利数量最多,占Top 12近33%,其次为美国、日本、韩国、英国、芬兰、法国、加拿大等,投入要点以光子体系元件或QKD之硬体体系及QKD软体为主;在加解密与密钥的资讯处理上,例如:密钥共享、备援密钥库等,许多厂商也视为布局方向。


其他如超导体专利,以美国获得抢先地位;光学专利请求数量上则由日本傲世全球。而台湾在量子通讯相关专利共有4篇,其间2篇为个人所提出之「量子传输设备」与「量子密钥体系」专利,另2篇则是中华电信于2011年提出之「量子密钥效劳网路体系」相关专利,及成功大学所提出的「量子通讯」专利。


总言之,面临世界开展量子技能的来势汹汹,台湾不会缺席,初期可将重心放在量子通讯元件与软硬体设备开展上,并以量子光学元件为中心,连接法人与学术界设备开发能量,并串联电信业者进行量子通讯网路验证,作为初期量子技能专利布局方向;在量子电脑部分,量子网路为新式方向,加上演算法可独立于硬体投入,世界上也有许多新创厂商独立投入,可考量列为优先进入形式。


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