繼2023年發表全台首部自主研製的5位元超導量子電腦後,中央研究院今(29)日再公布完成新一代「20位元超導量子晶片」,並成功導入量子電腦系統後,使台灣正式站上「大型量子晶片製程」的重要起跑點,將開放學研界進行量子模擬等研究,未來也可提供產業界作為軟硬體整合與演算法的測試平台。
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| 中央研究院今(29)日再公布完成新一代「20位元超導量子晶片」,並成功導入量子電腦系統 |
由於量子電腦被視為可結合HPC、AI的核心關鍵技術之一,吸引全球先進國家皆傾力投入研發。為應對量子位元數增加後更嚴苛的晶片製程控制與均勻性要求,中研院在自主研發全台首部5位元超導量子電腦後,便借鏡半導體產業在大型晶片製作上的設備與管控方法,於2025年利用8吋晶圓製程平台,成功製作高品質超導量子位元;同步揭牌國內首座量子晶片製程研發平台與量子計算測試平台,開創超導量子晶片的製程科學研究,並逐步實現量子生態系的戰略布局。
然而,量子電腦雖具備量子模擬、材料與藥物開發的研發潛力,還能結合超級電腦(HPC)進行高效能的混合式運算。中研院關鍵議題研究中心量子電腦專題中心執行長陳啟東也指出,一台實用的量子電腦需要有「高品質」且「大量」的量子位元,才能發揮功能。
中研院本次發表的20位元量子電腦系統,即除了涵蓋更大的運算變數空間,象徵中研院已掌握穩定製作多量子位元與耦合位元的能力,並成功開發雷射微調位元頻率等關鍵技術。團隊正不斷精進晶片堆疊技術,以降低位元間串擾,同步提升位元控制與讀取效率,以持續改善整體運算性能。
在關鍵技術突破方面,研究團隊已成功將量子位元的相干時間(T1),從5位元時期的15-30微秒(μs),推升至530μs,將大幅強化量子狀態的穩定度,能更持久進行運算,製程能力躍升國際頂尖水準。
關鍵議題研究中心柯忠廷助研究員也表示,超導量子位元對電磁干擾極為敏感,除控制用微波訊號外,任何滲入封裝系統的雜訊都會影響位元之表現。此項指標性的技術躍進,可為未來建構高性能量子電腦奠定堅實基礎。
為促進國際學術與產業交流,中研院也預計於今年2月4~6日在南部院區關鍵中心舉辦「國際超導量子計算工作坊」,開放與會的學術及產業人士實測20位元超導量子電腦系統,展示台灣在量子計算領域的關鍵研發能量與實戰能力。