2025 IEKTopics|在量子時代下為突破來臨時做好準備

隨著全球量子科技競賽加速發展,工研院(ITRI)團隊與2022年諾貝爾物理獎得主AlainAspect教授進行一場對談交流。Aspect因在量子糾纏方面的開創性研究而獲獎,這項研究為第二次量子革命奠定了基礎。Aspect於2024年底造訪臺灣,他對這個快速發展的領域,分享了既熱忱又理性的觀點。

談話伊始,Aspect即提出警示:「在科學與科技領域中,預測兩年以上的發展非常困難,因為重大轉折往往是突如其來的。」與其倚賴預測,Aspect更偏好依靠觀察直覺——他認為這是科學思維的兩個關鍵素養——而不是預言。他的重要觀察指出:「量子領域的進展,比我預想的還要快。」自從獲得諾貝爾獎後Aspect走訪全球研究團隊,他對各地進度與速度感到印象深刻。

雖然他不再親自於實驗室工作,但透過兩家法國新創公司,他依舊與研究現場保持密切聯繫。其一是他共同創辦的Pasqal在中性原子處理器領域居於領先地位;另一是他擔任董事會成員的光子量子計算公司Quandela。這些角色使他得以第一手親身見證發展情況:「Pasqal所處的領域是我極為熟悉,也深知當中的挑戰。令人驚訝的是,月復一月,我看到團隊持續突破我原以為還需數年才能解決的難題。」

他指出,這樣的迅速進展不僅限於量子位元技術,也涵蓋量子感測與量子通訊。這兩個領域已展現出具體的應用成果,卻往往被低估。「以量子感測為例,我們在實驗室裡已經過充分的技術驗證,像是-空位中心(NV Centers)或壓縮光(Squeezed Light)方法。這些技術雖然目前僅應用於特定領域,但我相信未來將衍生出許多實用場景。」

量子通訊方面,他同樣樂觀看待:「雖然聽起來很科幻,但它的確是可行的。」目前邁向大規模應用的主要瓶頸來自於量子記憶體:「技術已經存在,但品質與穩定度不夠好。」他認為投資該領域是非常穩健的策略——若能擁有可靠的量子記憶體,就能連結如資料中心等大型基礎設施。

儘管整體發展態勢令人鼓舞,Aspect仍保持謹慎態度:現階段多屬小眾市場應用(Niche Applications),若沒有「殺手級應用」,可能將受限於特定領域。不過,這種謹慎不代表對量子科技潛力的否定。畢竟,量子力學的運作原理與傳統運算大相逕庭,未來可能出現無法預料的突破。為了說明這點,他回憶起第一次量子革命是如何催生個人電腦和電信產業。他強調,重點不在於精準預測發展路徑,而是當突破來臨時做好準備:「有準備的人和沒有準備的人之間,會有巨大差異。」

 

以人為本,硬體聚焦優勢領域

那麼,我們該如何做好準備?Aspect的建議是堅守一貫有效的原則:投資科學、培養專業人才。雖然各學科之間有連結,但量子科技在本質上與其他領域截然不同。就人才培育而言,他強調應同等重視數學與硬體工程的重要性:「量子程式設計與傳統完全不同,不能忽視。」這種50/50的分配方式,目前仍非主流,但隨著通用平台的發展,軟體工具能夠跨量子位元架構運作,它將愈加具有戰略意義,他以Pasqal與IBM在軟體整合上的合作為例,說明技術協作的潛力。

在硬體方面,Aspect的建議是立足既有強項。對臺灣而言,他看好兩條具潛力的路徑。第一條最直接的是:善用臺灣的專業能力發展關鍵支援技術,如低溫系統控制電子設備,這些都需要深厚的產業技術才能擴展規模。第二條則是他特別強調的方向:發展混合系統。臺灣可以致力於將小型量子裝置整合到傳統架構中,而不是在全堆疊量子電腦領域進行競爭。他表示,「我喜歡量子隨機亂數產生器的例子,這是唯一能產生真正隨機性的實體裝置,而且已可整合應用。」雖然看似微小,但他認為這恰好展現量子加速器與感測器如何與傳統運算架構共存互補。

 

國際合作、保持開放的重要性

在整場訪談中,Aspect反覆強調另一個關鍵方針:保持科學開放,並鼓勵廣泛的科學交流。「國際合作是絕對必要的;單打獨鬥情況下難以進步。」這個信念反映他的立場,也展現出他實際為法國和臺灣之間的聯合培訓計畫背書,該計畫由國立臺灣大學與巴黎薩克雷大學(他本人的母校、也是全球最大量子生態系之一)共同推動。這類倡議對於像法國和臺灣這樣的中等規模參與者格外重要,因為它們正是為了發揮互補優勢、培養更多跨領域人才而設計的。

當被問及對年輕一代的寄語時,Aspect的回應簡潔卻意味深長:「專注於艱難的問題,對意外保持開放態度,並培養耐心。」從他看來,在量子世界裡,就跟人生一樣,未來難以預測,但會回報有準備的人。

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