当人工智慧(AI)浪潮席卷全球,算力需求呈几何级数喷发,另一场攸关人类下一个30年科技霸权的算力革命,正悄然在极低温与微观世界中展开。
被视为终极算力解答的「量子运算」(QuantumComputing),正摆脱过去几十年的科幻色彩,成为各国政府与科技巨擘竞逐的战略场域。 不抢蛋黄抢蛋白 台厂祭出「周边包围战术」
面对不确定性极高、需要砸下大笔资金且技术尚未定型的量子晶片,一向求稳求精的台湾企业采取了从边缘围绕核心的「蛋白战术」。
「如果把量子运算的核心晶片比喻成蛋黄,外围则包围著极度复杂的电子控制设备与通讯系统,就像是蛋白与蛋壳,」资策会产业情报研究所(MIC)产业顾问施柏荣对此作了生动形容。
量子运算系统绝非「冰箱加上晶片」那么简单,它需要大量的温度控制、电源管理、高速讯号传输与光纤零件,这些周边设备正是台湾电子的传统强项。
台厂如广达与美国低温超导量子电脑业者Rigetti展开技术合作;金宝则入股美国量子新创SEEQC,共同开发常温控制系统与硬体。
施柏荣分析,台厂看重的是「量子基础设施」(Quantum Infrastructure)与早期合作机会。透过投资,台厂得以在最早期看清「蛋黄」未来的长相,预先布局外围的传输与控制设备,省去大量研发支出。
在可预见的未来,量子电脑将与现有HPC、GPU及CPU形成「异质整合」混合运算环境,台厂只要先把控制单元与介面串接做熟,未来无论哪种量子晶片胜出,台湾都能无缝接轨成为全球供应链中不可或缺的伙伴。
大国博弈与商转现实 IBM技术蓝图成「定海神针」
鸿海研究院量子计算研究所所长谢明修表示,外界以为未来量子电脑可能取代传统电脑,事实上量子电脑不会取代传统电脑,而是在量子化学、材料模拟、复杂最佳化等特定问题上,提供新的计算能力;量子电脑目前还无法破解主流加密系统,但「先搜集、后解密」的风险已经存在,现阶段的关键仍是错误更正、容错运算与系统扩展。
谢明修认为,量子计算技术可以改变一国的技术实力,量子科技同时牵涉产业竞争、国家安全、供应链及人才等重要层面。
谢明修进一步指出,在国际舞台上,量子运算已上升至国家安全与地缘政治层次。量子计算不仅能应用于材料模拟、新药开发与大数据分析,也能应用在雷达科技,甚至能让隐形战机无所遁形,这使美、中、日、韩等国加速推动布局。
谢明修分析,观察全球竞争态势,美国布局最早并在超导与光学领域领先,拥有大量新创企业与人才,川普总统签署行政命令更显示技术已从基础研究走向系统建置与商业化。
日本也不遑多让,谢明修说,日本自2000年开始布局,在半导体量子位元上与荷兰、澳大利亚三足鼎立。至于中国,则在量子计算领域紧跟美国,且在通讯类量子应用相对领先。
不过,正在各国逐鹿沙场之际,外界关心的是,量子电脑距离真正商转落地还有多远。
施柏荣指出,业界普遍认同且参考的指标是科技巨头IBM公布的技术蓝图。IBM定义的商转是以「售出首台实体电脑给第一个客户」为准,预估要到2033年至2035年前后才能实现,而其最大瓶颈在于「量子纠错」(Quantum Error Correction)技术。
他进一步说,由于量子状态极易受环境干扰,而纠错技术在实验室尚未完全解决,IBM蓝图估计需到2029年左右才能克服。
AI神助攻 特用算力补给站诞生
既然商转仍需时间,当前的AI热潮会否挤压量子发展成为不得不正视的议题,但施柏荣认为两者可以「相辅相成」。
随著生成式AI与「世界模型」(World Models)演进,AI对数据模拟的需求呈爆炸式成长,而传统GPU可能在数年内面临算力瓶颈。此时,量子运算将扮演极度「特用」(Domain-Specific)的极限算力补给站,专门解决指数级复杂度的数学难题。
能最快见到曙光的场景包括新药开发、生医科技、材料科学、能源电池与金融风险模拟,这点可以从IBM、AWS与Google的量子服务团队最主要的企业客户多为新药开发厂,证实了这项应用的明确价值。
台湾以半导体为后盾 以国家队为起点进化至国际队
在国际量子竞争中,台湾正急起直追。国科会于今年3月宣布高速量子运算国家战略,赖清德总统宣示「量子国家队进化国际队」,并在「2035科技愿景」中规划以半导体优势为基础布局量子科技。
谢明修分析,台湾的优势在半导体、先进制程、封装、精密制造与电子系统整合,目前已有部分国外量子企业来台寻求合作,借重台湾成熟的半导体供应链制造量子晶片或电脑硬体。谢明修认为,「台湾半导体制造能力,正好可以成为国际量子生态系的重要接口。」
在这项宏观战略中,鸿海集团积极参与,不仅研究院设有量子计算研究所,并已成为5组量子国家队的业界伙伴。
谢明修强调,鸿海可贡献研究、半导体制造、系统整合与产业应用的连结,旗下软体团队聚焦于「硬体赋能、软体优势、量子科技应用」三大面向,布局容错量子计算与古典混合运算,并与国际伙伴推动材料模拟与量子演算法,让技术逐步走向可验证的产业价值。
一条没有捷径的万里长征 台湾人才培育是当务之急
谢明修坦言,研发量子技术「没有捷径」,控制精准度精细到原子等级,实力必须一步一脚印累积;目前台湾缺乏纯量子新创企业,业界对理论与实验人才需求有限。
施柏荣也直言,大学端相关课程仍显不足,且「量子产业尚未成形,学生当然不敢赌上职涯贸然跨入量子领域。」因此短期内台湾仍需仰赖法人机构或国家级计划「代养人才」。
谢明修指出,值得庆幸的是,台湾大专院校已涌现一批具专业背景的年轻教授,正带领研究生在国际发表研究成果,学术研发步上轨道。
这是一场长达30年的算力马拉松,对台湾而言,量子运算是一场关乎下一个30年科技供应链定位的「必答题」。台厂以「蛋白战术」灵活防守,再以半导体制造底蕴强势进攻,台湾在微观世界的算力革命中,默默站上了通往未来的起跑线。
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