继2023年发表全台首部自主研制的5位元超导量子电脑後,中央研究院今(29)日再公布完成新一代「20位元超导量子晶片」,并成功导入量子电脑系统後,使台湾正式站上「大型量子晶片制程」的重要起跑点,将开放学研界进行量子模拟等研究,未来也可提供产业界作为软硬体整合与演算法的测试平台。
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| 中央研究院今(29)日再公布完成新一代「20位元超导量子晶片」,并成功导入量子电脑系统 |
由於量子电脑被视为可结合HPC、AI的核心关键技术之一,吸引全球先进国家皆倾力投入研发。为应对量子位元数增加後更严苛的晶片制程控制与均匀性要求,中研院在自主研发全台首部5位元超导量子电脑後,便借镜半导体产业在大型晶片制作上的设备与管控方法,於2025年利用8寸晶圆制程平台,成功制作高品质超导量子位元;同步揭牌国内首座量子晶片制程研发平台与量子计算测试平台,开创超导量子晶片的制程科学研究,并逐步实现量子生态系的战略布局。
然而,量子电脑虽具备量子模拟、材料与药物开发的研发潜力,还能结合超级电脑(HPC)进行高效能的混合式运算。中研院关键议题研究中心量子电脑专题中心执行长陈启东也指出,一台实用的量子电脑需要有「高品质」且「大量」的量子位元,才能发挥功能。
中研院本次发表的20位元量子电脑系统,即除了涵盖更大的运算变数空间,象徵中研院已掌握稳定制作多量子位元与耦合位元的能力,并成功开发雷射微调位元频率等关键技术。团队正不断精进晶片堆叠技术,以降低位元间串扰,同步提升位元控制与读取效率,以持续改善整体运算性能。
在关键技术突破方面,研究团队已成功将量子位元的相干时间(T1),从5位元时期的15-30微秒(μs),推升至530μs,将大幅强化量子状态的稳定度,能更持久进行运算,制程能力跃升国际顶尖水准。
关键议题研究中心柯忠廷助研究员也表示,超导量子位元对电磁干扰极为敏感,除控制用微波讯号外,任何渗入封装系统的杂讯都会影响位元之表现。此项指标性的技术跃进,可为未来建构高性能量子电脑奠定坚实基础。
为促进国际学术与产业交流,中研院也预计於今年2月4~6日在南部院区关键中心举办「国际超导量子计算工作坊」,开放与会的学术及产业人士实测20位元超导量子电脑系统,展示台湾在量子计算领域的关键研发能量与实战能力。