量子產品需輕薄短小 台灣可發揮所長
發布日期： 2020-06-10-2021-06-10
光電協進會 林穎毅
美國光學學會與康寧公司合作(Corning)在六月初發表了量子科技發展路線圖報告(OIDA Quantum Photonics Roadmap)。該報告揭示，量子科技將在電信、醫學、金融等市場發揮重大影響，但其產品在工程上精進是這些技術商業化所不可或缺的。
該報告闡明了量子科技三個主要的應用領域：量子感測與量測、量子通訊、量子計算，並預期這些應用市場發展的時機，以及檢視光學與光電等零組件在量子科技商品化所必須要做的改進。
例如航太導航所需的量子感測器，和量子網路裡的量子中繼器，是此新市場的重要里程碑，但這些量子產品需要更多的工程投入，以便加快商業化腳步。而工程的問題解決之後，這些量子元件還得進一步要求輕薄短小、低功率，以及價格低廉，所以必須得將一些功能（例如光源、調變器、開關）做整合至晶片上。
美國光學學會資深產業顧問Tom Hausken說：“儘管這些應用領域仍需要量子科學方面的突破，例如量子中繼器，但所需的光電技術已在實驗室中廣泛存在，所欠缺的是產品化工程，即體積縮小、重量減輕，功率和成本降低，或針對特定的應用為客戶量身訂做。其他需求還包括極為短缺的各界人才，包括量子物理學家與光電專家學，和微波和控制電子、封裝、低溫技術等方面的工程師，以及具備將技術推向市場的專業知識。”
事實上量子科技市場仍處於早期階段，但光學與光電業界已經持續為研發實驗室提供了許多關鍵零組件。Tom Hausken估計，量子研究人員所使用的光電實驗室設備的年銷售金額約有1億美元。2030年量子科技產品的商業市場預計會成長到數十億美元。Hausken補充說：“目前量子科技的真正影響並非是其技術本身所創造出的市場規模，而是業界會擔心錯失良機而對其競爭力和安全性的影響。這正在促進量子研究的資金投入；估計每年的投資金額約有20億美元。”
諸多國家與公司都正在戮力發展量子科技。例如美國國家量子計劃法案預計在五年內投資12億美元在量子資訊科技；歐盟量子旗艦計劃則為十年10億歐元。日本則有量子躍遷計畫；印度也擬在未來五年投資800億盧比在國家量子科技任務，泰國也成立了量子科技基金等。
光電協進會認為，如同Tom Hausken所述：“量子科技已經進入工程階段＂，交通大學電子研究所李佩雯教授也曾分享說：“量子科技逐漸走出物理殿堂，急需電子電機領域的專家來實現商業化。”而Tom Hausken所提醒的“害怕失去先機”的心態（The fear of missing out）也的確有點推升了量子科技的風潮。這股風潮是否會再陷入所謂的量子冬天（Quantum Winter），誰也不得而知，但至少GIMI（Google、IBM、Microsoft、Intel）等巨擘還在領銜主演，且各類的量子計算計算還處在戰國時代，進行著十年磨一隻劍的工作。
台大管希聖教授也認為：“雖然量子電腦與量子計算還有一段很長的路要走，台灣即使在投入的資源相對於其他國家較少的情況下，也應該要積極培養好軟硬體人才，至少要做到相關知識與技術Know-How的追隨者角色，待某一個量子電腦技術勝出時，方有可能一展產品化的身手。”
光電協進會也認為，Tom Hausken所述的量子科技產品尚需要縮小體積，減少重量與耗能，以及降低成本等工程技術正是台灣所長，裡面尤其需要矽光子等光電整合技術。如此台灣逐漸可以瞭解資源配置之所在。
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