量子研究正在快速擴展,許多國家意識到量子運算的重要性,積極投入龐大的研發資金,建立支援基礎設施的量子資料中心、量子測試平台,以實現對量子生態系統發展的快速追蹤。政府與企業之間的合作關係不斷增加,進一步加速量子運算的發展。下圖為主要國家於量子運算領域投入之概況,說明如下:
(一)美國
2019年至2021年,美國進行大規模的量子研究投資,投入約19.8億美元的資金在美國國家量子倡議法案(National Quantum Initiative Act,簡稱NQI法案)的執行,同時設立美國國家量子計畫。透過與政府機構、學術單位及私人企業的合作,加速量子技術研發,其目的在促進、投資量子資訊科學與技術發展,培育量子領域的技能人才。美國科學和技術政策辦公室(Office of Science and Technology Policy, OSTP)於2023年12月發布的美國國家量子計畫2024年財政預算追加報告(National Quantum Initiative Supplement to the President's FY 2024 Budget)中指出,2019年至2023年NQI法案的總投資金額達到39.4億美元1(包含2019年至2022年實際支出、2023年估計支出)。此外,北美地區近年成立許多量子技術聯盟與新創公司,包含量子經濟發展聯盟(Quantum Economic Development Consortium)、量子產業聯盟(Quantum Industry Consortium)、華盛頓都市量子網路研究聯盟(Washington Metropolitan Quantum Network Research Consortium),以及Rigetti Computer、IonQ、PsiQuantum新創公司等,藉以制定量子運算領域的標準和技能組合,確定市場與應用案例,在量子領域取得顯著進展。
(二)中國
中國在量子運算領域展現強大決心,2022年投資總額達153億美元2,與美國競爭激烈。2023年5月,中國科學院推出176量子位元的量子電腦「祖沖之」,並向全球使用者開放實驗,讓他們能夠體驗量子運算程式。同年第二季,中國科學技術大學成功研製出光子技術的量子電腦「九章」,該設備可應用於AI應用程式,且速度超越全球最強大的超級電腦。此外,中國在量子運算領域擁有眾多領先企業,包含華為、騰訊、百度、阿里巴巴、本源量子及中興通訊公司,這些企業的積極參與,讓中國在全球量子運算的發展處於領先地位。
(三)歐洲
歐洲地區積極推動量子運算領域的技術創新,在2018年10月啟動量子技術旗艦計畫(Quantum Technologies Flagship)3,投資約10.9億美元(實際金額10億歐元),為期10年,提供量子科技研究之資金,成功吸引NXP、意法半導體、博世(Bosch)等私人企業的投資,促進量子運算核心技術的發展。另外,歐洲地區於2019年9月啟動OPENQKD試驗專案(Open European Quantum Key Distribution Testbed)4,在西班牙、波蘭、德國、荷蘭、法國、義大利及捷克等13個國家部署與測試量子通訊基礎設施,應對包含交通、藥物探索、新材料開發及天氣預報等領域之安全性。此外,歐洲有100多家量子運算新創企業,如IQM、Pasqal、Quantum Motion等,共同參與量子運算應用開發。
(四)加拿大
2023年1月5,加拿大政府宣佈啟動國家量子戰略(National Quantum Strategy)6,在2021年預算案中承諾的約2.7億美元(實際金額3.6億加幣)投資,支持、強化量子研究。加拿大卡加利大學(University of Calgary)、滑鐵盧大學(University of Waterloo)、多倫多大學(University of Toronto)及渥太華大學(University of Ottawa)等多個學術機構,正積極進行量子領域的相關研究。同時,加拿大聯邦政府也與新創公司合作,致力於開發世界上第一台光子(Photonic-based)的容錯(Fault Tolerant)量子電腦,並計劃將其商業化。此外,D-Wave公司、Xanadu公司等企業是加拿大主要的量子市場參與者,推動加拿大在全球量子技術領域的創新與應用。上述機構共同為加拿大在量子科技領域的未來發展奠定堅實基礎。
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