2018年2月8日 星期四

量子點與量子電腦



台灣若要進入量子訊息 (quantum information) 科技,路徑有三:
1.        量子通訊 (quantum communication):量子電腦問世後,現在所有的通訊、金融、國防等使用的公共鑰匙架構 (PKIPublic Key Infrastructure) 全都會破功,等於家家夜不閉戶。所以韓國將量子鑰匙配送 (quantum key distribution) 列為他們量子訊息的重點。大陸早就體會到重要性,所以前年發射墨子衛星,歐洲的旗艦計劃也有這部份。連很少報導科技進展的蘇俄,他們其實已經實施於電路板,雙方電腦插入電路板後,就可以量子加密 (quantum encryption)。還發展出對無人機的量子通訊,這個需求顯而易見。無人機的軍事應用無處不在,你大概不希望無人機的控制落入對方的手裏。就這樣說好了,沒有量子通訊系統就是自絕於文明世界之外:所有的訊息進入非量子通訊系統就變得赤裸裸,所以也就沒有人敢送信進你的系統。這是必修課,不是選休的。
2.        超導線路量子計算機 (superconductor circuit):這是過去量子計算機的 傳統工藝 基本上是控制超導體的磁通量以操作量子計算。因為做久了,這技術比較容易入手。缺點是這系統不容易 scale up,大概也沒機會在室溫下操作。
3.        半導體量子計算機:包括文中講的量子點與植入磷的矽晶,還有奈米鑽石 (nano diamond)中的氮-空缺 (NVNitrogen-Vacancy),將來可能還有其它形式。這些都是基於奈米科技與材料科學對單一原子、電子的電荷和自旋精準操控的能力。這個剛起步,比較難,但是前程遠大,而且有台灣半導體的優勢支撐,是較有機會商業化的方法,將來伺服器、筆電產業也有機會受惠。

台灣若要發量量子訊息產業,1+3 是比較合理的選擇。

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