2025 IEKTopics|量子技術標準化,各國產業聯盟積極爭取話語權

在迎接量子技術邁向實用化過程中,技術標準化為推動全球量子商用化的關鍵引擎。標準化不僅是研發與市場之間的橋樑,更能透過統一技術規格、測試方法與互通性要求,降低產業發展的不確定性與技術風險,進而促進跨界合作與技術擴散,加速創新成果的商業轉化。在此背景下,美國、歐盟與日本等科技強國正積極投入政策資源,並藉由產學研聯動與政府支持,加快在國際標準組織中的布局與主導地位的建立(如圖1所示)。

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圖1、全球量子科技標準作業推進體系與運作

 

六大國際組織-推動量子技術標準化

量子技術標準化的內容通常涵蓋術語定義、性能指標、介面互通性、設備與元件可靠性保證、測試評估方法、測量原則以及安全要素等。全球量子技術標準化活動集中在國際電信聯盟電信標準部門(ITU-T)、國際標準化組織/國際電工委員會(ISO/IEC)、歐洲標準化委員會/電工標準化委員會(CEN/CENELEC)、歐洲電信標準協會(ETSI)、網際網路工程任務組/網路研究工作小組(IETF/IRTF)以及國際電機電子工程師學會(IEEE)等機構的專業分組中進行,並有多國政府、企業與研究機構積極參與。

  • ITU-T

量子密鑰分發(QKD)為主要標準化重點。SG11、SG13與SG17三個研究組持續開展QKD 協定、需求、品質架構與安全性標準的研究與制定。

  • ISO/IEC JTC3

在2024年新成立,專責量子通訊、量子感測與影像等標準項目。

  • CEN/CENELEC JTC 22

2020年設立量子技術焦點小組(FGQT),2023年由德國主導設立JTC 22量子技術聯合技術委員會,專責計量、感測與成像、運算與模擬,以及通訊與加密等領域。

  • ETSI ISG QKD

2023年,國際先例制定QKD概要標準;2024年推動QKD標準升級版本V2.1.1,與ISO/IEC 23837的技術對應與互通性。

  • IETF/IRTF QIRG

2019年正式啟動量子網路研究小組,推動量子網路的架構設計(RFC 9340)與應用情境(RFC 9583)探索。

  • IEEE Quantum Comm

2019年啟動量子計畫,於2023年正式升級為IEEE量子技術社群,擴大其在專業社群建構、技術資源整合與國際合作上的角色。

 

量子標準化三部曲-通訊成熟、感測萌芽、運算加速追趕

在整體量子技術發展中,美國持續穩居技術領先地位,歐洲、中國大陸及日本也維持最高水準。目前國際上技術發展比較集中在量子通訊與量子感測領域,針對量子運算的標準仍處於起步階段,相關標準尚不完善。

首部曲:量子通訊標準化由ITU-TETSI為主導通訊協定、網路安全

量子通訊的標準化自2008年ETSI成立QKD工作小組以來穩步推進。ITU-T在SG11(協定)、SG13(網路架構)、SG17(安全)等研究組主導下,已制定或研擬超過70項標準。ETSI ISG QKD專注於介面協定、光學特性、安全需求、系統架構等領域,為量子通訊建構全面性的標準體系。

二部曲:量子感測標準化由JTC 3IEC國際協作平台 啟動磁力計、重力儀、單光子源

量子感測雖處於標準化初期,但隨著技術發展加速,國際標準制定正逐步展開。JTC 3下設的臨時工作小組,於2025年啟動多項標準化任務,法國、韓國與中國大陸合作,推動重力儀效能評估與測試方法標準。IEC TC 90針對超導材料進行基礎測量標準制定。標準化項目涵蓋單一光子源特性化、光頻率測量、量子磁力計與重力儀評估,以及感測成像解析度、資料處理協定等,未來將聚焦於提升量測準確性與可靠性,建立跨應用領域的感測基準。

三部曲:量子運算標準由JTCIEEE推展 運算架構、錯誤修正、演算法、硬體評估與模擬平台

由ISO/IEC JTC 1的WG14啟動,2022年起擴編為量子資訊技術小組,於2024年完成「量子運算術語與詞彙(ISO/IEC WD 4879)」草案。目前正持續推進電腦架構、網路、演算法、應用場景等標準。IEEE自2017年啟動P7130計畫,迄今已制定11項相關標準。JTC 3亦聚焦於術語、供應鏈、安全、硬體效能基準等項目。標準化重點包括錯誤修正、演算法庫、模擬平台與最佳化應用等,整體朝向促進量子電腦實用化與全球產業規則建構發展。

 

各國產業聯盟 積極爭取量子技術話語權

美國與加拿大主要透過NIST(QED-C)、IEEE、QIC推動量子技術的產業標準,以強大的技術實力影響全球產業發展方向。歐盟以QuIC、ETSI為主導,積極制定量子安全技術國際標準,與ISO、IEC等組織合作,推動歐洲標準成為全球參考。日本、澳洲在ITU、ISO等國際組織中提出多項量子技術標準草案,積極爭取標準主導權。

  • 美國量子經濟發展聯盟(QED-C

根據美國《國家量子倡議法案》,於2018年由國家標準暨技術研究院(NIST)主導成立,集結美國量子產業鏈推動實際應用與國際合作,目前擁有39個國家的250家會員公司。

  • 加拿大量子產業聯盟(QIC

於2019年成立,基於量子技術研究,致力於搶占早期市場。QIC已有65家會員公司,涵蓋量子通訊、量子感測、量子運算等各領域的商業化。

  • 歐洲量子產業聯盟(QuIC

2021年成立,產學研成員超過100家,設立市場趨勢、智慧財產權、教育培訓、新興技術、標準研究、行業戰略、投融資等10個分組。

  • 德國量子技術與應用聯盟(QUTAC

2021年,由Siemens、Merck、SAP、BMW等10家企業組合成立,聯盟由德國及歐洲的13家主要企業組成。

  • 芬蘭InstituteQ

組織分為三個子單位,ResQ推動量子基礎科學與應用技術發展,EduQ推動量子科技相關的人才培育與全民量子素養提升,BusinessQ促進量子技術的商業化與企業合作。由Aalto大學、Helsinki大學、VTT技術研究中心負責營運,20個機構與企業共同參與合作。

  • 英國UK Quantum

於2022年成立,截至2024年9月,聯盟擁有52家會員機構,主要成員包括IBM、Google Quantum AI、Quantinuum、Q-CTRL等國際知名企業。

  • 日本量子技術之新產業創出協議會(Q-STAR

2021年成立,由東芝、豐田、NEC等24家大企業組建,下設量子波和概率論應用、量子疊加應用、組合優化問題、量子加密與通訊等4個小組。會員總數已達97家,涵蓋多元產業領域。

  • 澳洲量子聯盟(AQA

於2022年在澳洲科技委員會支持下成立,會員包含Quintessence Labs、Q-CTRL、Quantum Brilliance,以及Google、Microsoft等國際科技巨頭以產業合作夥伴加入,已擁有128家會員,加速澳洲量子產業的發展與國際競爭力的提升。

 

結語

隨著全球量子技術進程加速,臺灣正積極整合產業、政府、學術及研究資源,透過量子國家隊與「後量子資安產業聯盟」等專責平台,有效協調量子技術的研發、標準化及認證驗證,並積極參與ITU-TETSIISO/IEC等國際標準組織,提升產業國際化與競爭力

另外,臺灣應善用其資訊通信技術(ICT)產業基礎,聚焦量子通訊與感測領域,優先投入相關技術標準的研發與驗證,並爭取技術方案納入全球標準。進一步建立跨領域量子運算標準推動架構,導入標準化思維,分階段設定標準化目標,強化產業聚落與國際合作,同時推動標準化、認證與測試驗證一體化,發展教育訓練,培育量子專業人才,完善技術生態系統

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