加速国内量子科技研究，科技部拟成立量子研究基地

看准量子科技未来对资安、金融、国防各领域可能带来的影响，科技部从2018年开始每年补助量子科技相关专案及研究计划，下阶段将规划大型专案计划，并揭露将规划成立量子研究基地，加速国内量子科技相关研究及人才培育。

科技部自然科学及永续研究发展司长罗梦凡表示，和传统电脑相比，量子电脑具有强大的平行运算能力，更容易破解现行的加密技术，未来将发展出量子加密，保障通讯的安全，除了资安外，量子电脑带来的强大模拟能力，有助于材料、药物、生物、金融研究。鉴于量子科技对资安、金融、产业、运输、国防各方面的影响，各国及科技业已投入量子科技研究，我国也需加速相关研究。

基于此，科技部补助经费的量子科技研究可分为从上而下（Top-down）、从下而上（Bottom-up），首先在从上而下方面，2018年科技部补助清大成立前瞻量子科技研究中心，补助台大与IBM成立的量子电脑中心，以及台大、清大、中央、成大四校三个研究团队，研究涵盖量子元件、量子运算、量子通讯等，计划期程从2018年到2022年，每年专案补助约1.2亿元。

此外，有鉴于台湾在半导体产业具有优势，除了鼓励超导体技术的量子科技，-也希望带动以硅基技术为基础的量子科技，因此将从2021年到2025年开始，每年将补助约1.5亿元，由半导体中心进行硅基量子计算次系统开发。

由下而上方面，由学者提出学门或专题计划补助申请，科技部相关经费补助每年约1.5亿元，另外也投资量子电脑相关的通讯技术、IC次系统研究，每年补助约为1.6亿元。

展现各项专案计划补助的成果，科技部统计，各项专案及研究计划补助下，现在已有47篇论文在国内外期刊发表，约160名学研专家参与，共培育约200名硕博士。

罗梦凡指出，历经两年的发展，为加速国内量子科技研发，科技部后续将会有比较大的量子研究规划，在推动策略上，将突破各学校的藩篱组成量子国家队，发展量子位元、量子材料、量子通讯芯片、量子算法、量子密码、通讯协定等核心技术。

另外，科技部也规划设立核心研究设施，打造量子研究基地，具备研究所需的设备，例如极低温系统、尖端光电量子量测、量子材料制备，吸引国内相关研究团队使用，科技部近期将会发布相关资讯。一方面培育国内研究人才，也希望建立国际合作，引进国外技术及人才。

目前国内量子科技已有初步成果，例如台大和中研院合组团队，研究以硅基技术为基础的量子元件、量子计算、理论及应用、量子通讯及密码学等等。

以量子位元控制为例，来自该团队的台大物理系教授管希圣表示，在硅半导体结构里，利用闸极形成量子点，每个量子点靠电子自旋形成量子位元，再进行操控，目前对两个位元的操作多假设系统是完美的，运用波形操控两位元量子，因系统容易受到电赫、噪声影响，目前两位元操控在硅半导体里的正确度约为98%，若考虑到噪声，需要控制扩大电子的交流磁场，理论上正确度可达到99%，但通常而言，在导线中交流电场大于磁场，因此台大与中研院的团队设计出特殊结构控制交流电场，相较于澳洲的研究，控制电场、磁场比值可达到900多倍。

另外，该团队另一项成果是数位签章架构Rainbow，参与美国NIST后量子密码系统标准化进入最后阶段，有机会成为NIST在2022年到2024年定下的后量子数位签章标准之一。其他成果还有运用量子特性进行加密，确保通讯安全的密码学，并研究如何辨别量子计算结果的正确性，以验证是否为传统电脑模拟量子电脑计算结果，以及操控自旋量子位元状态的低噪微环形共振器（ESR）等等。

台大-中研院团队说明数位签章架构Rainbow在美国NIST的后量子密码系统标准化竞争过程：

对于现今各方竞相投入量子计算研究，交通大学电子物理系教授张文豪指出，尽管目前量子位元研发上有许多种材料可选择，但目前的研究发展大致可分为科技业者投入的超导体，还有多个国家投入的半导体技术，相较于IBM、Google等业者投入的超导体的量子位元技术已可达到数十个量子位元，而半导体技术在十多年前就达到双位元量子，在技术上还需要克服。过去大家认为量子计算需要超低温环境，难以在常温下控制，使得其难以商业化运用，现在思维已改变，由于云端运算兴起，未来量子电脑在云端资料中心，某种程度降低商业化的门槛。