量子科技的應用領域正在快速擴展，從理論研究逐步走向實際應用。量子計算、量子通訊和量子感測等技術，憑藉其獨特的量子特性，其潛在好處正在改變我們處理和理解複雜問題的方式，這些技術不僅在科學研究和工業製造中展現出巨大潛力，還在金融、醫療、物流等多個領域帶來顛覆性變革。下列將說明量子科技應用領域概況。 1.旅行、交通、物流量子技術能讓各種車輛的導航變得更精確，即使在沒有GPS訊號或是在環境噪音干擾的情況下，也能正常運作。目前的導航裝置，像是手機、軍艦、潛水艇，是依賴初始已知位置和航向來推測位置，但這些裝置的可靠性和範圍有限，且需要頻繁校準，容易產生誤差。而量子感測器的校準頻率低，靈敏度高，可以提供更精確的測量數據。量子演算法的應用也可以幫助運輸和物流業者，更有效地管理車隊，降低貨運成本、提高客戶滿意度。同時，量子運算還提供強大的模擬工具，幫助企業預測和應對各種災難事件，從而減少供應鏈中斷或經濟損失。 2.醫療保健量子技術在醫療保健產業的應用與貢獻甚大。量子技術可以幫助研究人員更瞭解基因組(Genome)，發現新分子和新藥物，預測蛋白質摺疊(Protein Folding)結構。另外，還能夠利用量子技術評估個人健康相關數據，為每個人量身定制最合適的治療方案。此外，量子感測器可以更精確地定位人體內的磁訊號，目前的腦磁波儀(Magnetoencephalography)、磁振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)和心磁圖(Magnetocardiography, MCG)在消除雜訊的能力有限，且體積龐大、易碎，而量子生物感測器則可以在不需要低溫設備之環境下運行，快速、精確地定位磁訊號位置。 3. 電信媒體與量子技術可以幫助電信業者更精準地規劃網路容量，網路架構最佳化，以及流量管理的改善與效能控制，以提高網路的效率和性能。量子運算還可以開發出更安全的加密技術，從而提升通訊的安全性和隱私保護。此外，還可以處理大量數據，準確預測網路設備的故障和維護需求，從而提高網路的可靠性和穩定性。 4.銀行金融服務量子運算有望優化金融領域的風險管理策略，藉此降低風險、獲得投資回報。量子技術可以提供更精準的數據分析，透過準確的市場預測和經濟趨勢、辨識潛在風險，使金融機構能夠做出更明智的決策。例如，透過量子計算，金融機構可以更準確地評估不同投資組合的風險，並針對性地調整投資策略，以達到最佳風險與收益平衡。長期來看，量子運算在金融方面最有潛力的應用是投資組合和風險管理。 5.材料科學與製藥材料科學和製藥業面臨一個大挑戰：如何理解分子和化學反應的行為，這對製藥、能源、農業和材料科學非常重要。透過量子電腦的模擬和建模，研究人員可以在更短的時間內進行更多模擬和試驗，幫助設計出理想的產品，解決這個挑戰。量子計算能大大改變生物製藥的分子結構研究和開發，讓藥物研發更有效率，減少試錯過程。在化學品方面，量子計算可以改進催化劑設計，讓生產流程更省錢。同時，還能夠開發出更創新、更環保的材料，取代石化產品。 6.能源與公用事業能源和公用事業領域利用量子運算來應對各種複雜的業務挑戰，尤其是減少碳排放這一重要課題。這些應用包含模擬新材料、化學品和能源生產的催化劑，設計新穎的電池和儲能系統，製造更高效的太陽能電池，以及開發新型低碳產品，從而減少碳排放、提高能源利用效率。 7.國防與航太在太空任務和火箭發射中，對於太空飛行器的設計和發射過程，理解和模擬複雜的大氣條件是必要的，其中，包含高度、溫度、風速、以及空氣密度等因素。量子技術可以用來模擬這些大氣條件，有助於確保太空任務的順利進行和火箭發射的成功。 [本文同步刊登於科技發展觀測平台]

新興科技的科學報告

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量子科技應用領域

隨著各國政府在量子技術領域扮演日益重要的角色，歐洲、美國及其他地區的量子國家實驗室和研究設施也扮演著越來越關鍵的角色。它們推動量子技術從理論研究走向初步實際應用的發展。更重要的是，這些量子研究機構作為量子技術生態系統發展中心，結合來自大專院校、國家實驗室及產業界的專家，他們有明確的商業目標，展開有組織的合作，把研究和生產能力整合到現有的基礎設施中，加快商業化和規模化的進程，縮短創新到市場的時間，共同推動量子領域發展。此舉不僅能幫助確定關鍵投資領域，提供重要資訊，設置優先順序，並更有效地培養具備相關技能和經驗的人才。下列為主要國家量子研究機構之簡介。 1.美國NSF量子資訊科學與工程研究中心(Quantum Information Science and Engineering Research at NSF)NSF量子資訊科學與工程研究中心為量子領域開闢新的前景和機會，包含：以新穎的材料、電路和演算法，實現新穎的量子和後量子應用；利用其在科學和工程領域的全部資助優勢，將來自多個學科的研究人員聚集在一起，解決基本的科學和工程問題，加速量子應用從感測、通訊到計算的進展；將量子現象之特性運用在感測和測量、計算和模擬以及通訊和網路等領域，提供技術上的進步和商業化行為。2.英國國家量子計算中心(National Quantum Computing Center, NQCC)NQCC致力於解決和擴展與量子電腦相關的關鍵工程挑戰，是英國國家量子技術計畫的核心組成機構之一。該中心位於牛津大學內，與產業、政府和研究界密切合作，正在集結硬體和軟體開發人員，以建立、測試和託管量子電腦，並探索現在和未來利用量子電腦能力的應用程式，目標在2025年展示具有超過100個量子位元的可操作量子電腦。該中心近期的研究重點在於捕獲離子和超導電路的硬體架構，後續將逐漸轉向通用容錯(Fault Tolerance)量子計算的有噪音中等規模的量子系統(Noisy Intermediate-Scale Quantum, NISQ)機制開發，從硬體和軟體控制系統到應用程式開發。 3.加拿大社布魯克量子研究所(Institut Quantique Université de Sherbrooke)IQ研究所提供完善的實驗研究基礎設施，致力於量子科學技術的開發，匯集量子材料、量子資訊和量子工程的專家，進行高品質的基礎研究並開發未來的量子技術。IQ研究所策略包含培養推動未來經濟發展的專業人才、加速量子科技的創業與營銷發展，不僅參與量子技術的開發，同時培養社會對量子科學所帶來的技術挑戰與認識；其研究包含在研究量子互聯網的儲能技術、量子材料、粒子物理、銅酸鹽超導體等先項目。 4.荷蘭量子之家(House of Quantum)荷蘭量子之家是全球第一個國家量子園區，匯集當地與國際量子公司、相關投資者及研究人員，讓他們在同一屋簷下就能夠就進行量子領域的工作、會面、合作並發展業務，促進其知識流動和思想融合。希望透過荷蘭量子之家，實施荷蘭國家議程量子技術，建設與歐洲合作夥伴的相連接地點，讓荷蘭的量子生態系統更加蓬勃發展，成為著名的國際合作和創新中心。 5.韓國量子技術研究所(Quantum Technology Institute)量子技術研究所為韓國標準科學研究院(Korea Research Institute of Standards and Science, KRISS)旗下的機構，致力於開發用於測量和控制光子、原子、電子和聲子等量子物體的技術，以及產生和控制量子位元和量子糾纏等量子資訊特徵的技術，並且為各個領域帶來創新應用，包含新的測量標準(例如約瑟夫森電壓標準Josephson Voltage Standard)、量子霍爾電阻標準Quantum Hall Resistance Standard、光晶格鐘Optical Lattice Clock)、先進計算系統(例如量子電腦)、提高安全性的通訊系統(例如量子密碼學)，以及感測和高靈敏度成像系統(例如量子感測器)。 6.新加坡量子技術中心(Centre for Quantum Technologies, CQT)新加坡量子技術中心是由新加坡國家研究基金會(National Research Foundation, NRF)和教育部(Ministry of Education, MOE)的支持下成立，其研究領域包含量子通訊與安全、量子計算與模擬，以及量子感測與計量。新加坡量子技術中心致力於深入理解光、物質和資訊物理學的本質，開發新穎的工具來研究和控制它們的相互作用，以建構安全通訊、量子計算和精密測量技術，並與業界共同合作。 [本文同步刊登於科技發展觀測平台]

主要國家量子研究機構

<div class="draft-block draft--p left">(六) 美國SEEQC公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">在平面架構的量子系統中，量子位元的讀取與控制設備，常因高功率需求而造成過載，使得量子系統難以實現大規模的運算。SEEQC公司以單通量量子(Single Flux Quantum, SFQ)技術，設計多晶片模組(Multi-Chip Module, MCM)的數位晶片，能夠在低溫下執行所有操作，電路的時脈頻率(Clock Frequency)高達40 GHz，運作時所消耗的功耗較現有系統低3至5個數量級，也降低整體系統的散熱需求。此外，SEEQC公司在2023年開發出量子電腦「SEEQC Red」，使用專有的韌體(Firmware)、軟體套件，以及提供雲端入口網站。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(七) 美國QuEra公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">QuEra公司在2022年第四季推出具256量子位元的中性原子量子系統「Aquila」，以及協助用戶在中性原子量子架構中使用的開源軟體「Bloqade」。相對於半導體的量子系統，Aquila使用的中性原子方法，量子位元為原子，操作更為簡便且更具擴展性。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(八) 美國亞馬遜公司(Amazon)</div>
<div class="draft-block draft--p left">亞馬遜公司推出量子運算服務平台「Bracket」，協助雲端客戶量子運算的科學研究與軟體開發，該服務平台整合D-Wave、IonQ、Oxford Quantum Circuits、QuEra、Rigetti Computers公司的量子電腦，擴大用戶對量子運算的選擇。此外，亞馬遜公司也正致力於CAT(Cavity Assisted Tomography)位元的量子電腦開發，其具有更強大的性能、更強的抗噪聲性質，以及節能之特性。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(九) 法國Atos公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">Atos公司的子公司Eviden最近推出全方位的量子運算服務「Qaptiva」，為研究人員、科學家提供量子創新研發工作所需的工具與資源，其與IQM、Aspen Systems、OVHCloud、西班牙加利西亞超級計算中心(CESGA)等機構合作，推動量子運算發展。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(十) 法國Pasqal公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">Pasqal公司致力於中性原子量子運算、量子控制系統，以及量子演算法的開發，該公司協助巴斯夫(BASF)、寶馬(BMW)、西門子(Siemens)、空中巴士(Airbus)、嬌生(Johnson &amp; Johnson)及達利斯(Thales)等公司，解決其業務需求。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(十一) 澳洲Q-CTRL公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">Q-CTRL公司開發出先進量子感測軟體「Fire Opal」，其具嵌入式錯誤抑制技術，可最大限度地減少量子系統中的雜訊並減少錯誤，應用範疇包含生物成像、環境監測、導航系統。該公司用戶包含美國政府單位、澳洲國防單位，以及IBM、IonQ、Nord Quantique、Pasqal和AtomComputing等公司。</div>

量子運算市場的主要參與者(下)

<div class="draft-block draft--p left">(一) 美國IBM公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">在90年代末，IBM開啟探索量子世界的旅程。從2016年開始，IBM的量子系統已實現可以透過雲端外部存取。IBM在量子領域提供完整的方案，包含硬體、中介軟體(Middleware)、演算法、軟體及函式庫(Library)。IBM於2023年推出有1,121個量子位元的量子電腦「Condor」，並計劃透過短程通訊、遠端通訊，擴展至超過10萬個量子位元。現今量子電腦的主要挑戰之一為雜訊校正(Noise Correction)，IBM透過開發電路編織(Circuit Knitting)與量子無伺服器技術來應對挑戰，以解決問題。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(二) 美國微軟公司(Microsoft)</div>
<div class="draft-block draft--p left">微軟致力於研究的拓撲量子位元(Topological Qubits)之量子超級電腦，能夠每秒執行100萬次的穩定量子運算(Reliable Quantum Operations Per Second, rQOPS)1，以解決現有的NISQ運算問題。微軟的拓撲量子位元具有高度可擴展性，量子位元由準粒子(Quasiparticles)構成，並藉由馬約拉納零模(Majorana zero modes, MZM)量子態，開發量子位元。此過程，微軟將量子位元技術從類比轉變為數位技術。此外，微軟結合高效能運算與AI，開發出「Azure Quantum Elements」，其目的在模擬工作流程的最佳化，以加速科學發現。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(三) 美國英特爾公司(Intel)</div>
<div class="draft-block draft--p left">英特爾於2023年推出使用矽自旋(Silicon Spin)量子位元技術的晶片「Tunnel Falls」，相較其他技術小100萬倍，尺寸為50奈米x50奈米，該公司預計於2024年發布Tunnel Falls下一代矽晶片。同時，英特爾也致力於建構冷凍探測器、量子位元測試設備、全端軟體開發套件(Software Development Kit, SDK)，協助研究人員執行混合(經典與量子)演算法，在短期內實現商業級量子電腦所需的數千、數百萬個量子位元。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(四) 美國Zapata Computing公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">Zapata公司致力於量子軟體與演算法的研究，開發出「Orquestra平台」，該平台可以在公有或私有雲上運作，並提供可擴充性，幫助使用者建構量子化的工作流程，然後收集與分析產生的資料。透過Orquestra平台，使用者可以在Python中建立支援量子的工作流程，也能在不同硬體後端上執行工作，還能在任何硬體上使用任何量子語言，並應用專有演算法和開源資料庫，為化學、材料、金融、物流、製藥及汽車等產業創建應用程式，解決運算能力問題。</div>
<div class="draft-block draft--p left">(五) 英國Riverlane公司</div>
<div class="draft-block draft--p left">Riverlane公司開發出量子電腦的作業系統「Deltaflow.OS」，以及全球首個量子錯誤解碼器(Quantum Error Decoder)「Deltaflow.Decode」。Deltaflow.OS將程式碼直接寫入控制系統的每個元件，使用現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)，增進可靠度並顯著提升效能，且適用於捕獲離子(Trapped Ions)、超導體(Superconducting)、矽光子學(Silicon Photonic)等多種技術。Deltaflow.Decode將每秒產生大量資料錯誤的不穩定量子位元，轉換為穩定、無錯誤的邏輯量子位元(Logical Qubits)，從而實現材料、製藥、能源及航太領域的應用開發。</div>

量子運算市場的主要參與者(上)

在科技快速發展的時代，全球XR技術不斷取得突破性進展，許多公司相繼推出引人矚目的產品，為用戶提供更加多元的選擇，以及卓越的使用者體驗。下列為XR技術之應用案例。 (一)美國Nvidia公司Nvidia開發出專為虛擬實境(VR)應用而設計的全像(Holographic)近眼顯示器(Near-Eye Display, NED)眼鏡，具有體積小、重量輕的特點，能夠創造出令人驚豔的全像圖片。 (二)日本SONY公司SONY開發出新型VR顯示器「ELF-SR2」，擁有27英寸的4K螢幕，無需佩戴特殊眼鏡或VR頭戴式裝置，即可欣賞到高度逼真的裸眼3D內容，為用戶提供沉浸式的體驗。 (三)以色列Lumus公司Lumus成功將微型投影機的尺寸縮小50%。微型投影機生成的影像以最佳方式傳輸送到光學系統中，有助於確保影像的準確性和清晰度，為產業帶來更多元的選擇性。 (四)英格蘭Porotech公司Porotech成功開發出microLED二極體，透過在特定電流密度驅動，能夠發出可見光全波段之任何波段光束，快速切換傳統三原色，實現全彩顯示與鮮豔飽和的色彩，過程更加簡單、高效。 (五)韓國三星公司三星公司開發出專為AR/VR眼鏡而設計的飛行時間(Time of Flight,ToF)感測器。這項先進的感測技術使得AR/VR頭戴式裝置的使用者能夠透過手勢輕鬆控制設備，同時高效地偵測周圍環境中的物體，進一步提升AR/VR體驗的互動性與感知能力。 (六)美國Omnivision公司Omnivision開發出業界最小的影像感測器，其封裝尺寸僅為1.64mm x 1.64mm，可作為AR/VR/MR裝置中的眼睛與臉部追蹤元件，因此，也能夠將影像感測器嵌入微小、輕薄的穿戴式設備中。 (七)美國HaptX公司HaptX開發出觸覺回饋手套「Gloves DK2 Gloves DK2」，這款手套搭載外腱機構，能夠提供高達40磅的動態(Dynamic)力回饋，模擬與真實物體互動時皮膚感受到的力道，讓使用者能夠更真實地感受虛擬環境中的觸感，提升觸覺感測的精細度。 (八)美國Tap Systems公司Tap Systems推出穿戴式鍵盤控制器，為使用者提供導航選單、輸入指令及文字功能，取代傳統的VR/AR頭戴式裝置，實現快速、精確的操作方式，讓使用者在虛擬環境中的更加便利。

XR在先進電子領域之應用概況-應用案例

AR/VR產業持續於提升影像解析度與對比度，努力減小尺寸與製造成本，並且致力於改善設備的沉浸式體驗，提供更引人入勝的使用者體驗。圖二為Frost &amp; Sullivan報告中XR技術與產業應用的影響性，其中，技術吸引力評估項目包含：顛覆性創新、技術成熟度、替代技術的競爭威脅、新產品開發能力、市場驅動因素、產業發展的困境與挑戰、產品製造的競爭能力、產業應用的範疇數量、資金來源狀況、智慧財產權強度、技術法規、地緣政治影響、策略聯盟、市場潛力、新商業模式潛力、技術與環境影響、技術與社會影響、技術趨勢影響、供應鏈韌性。下列將列舉Frost &amp; Sullivan評選出之高影響性XR技術及其特點。 (一)微發光二極體顯示器 (Micro-LED)在光學顯示器中，Micro-LED具備高像素密度(Pixels Per Inch, PPI)、高亮度的特點，提供更清晰、生動、真實的視覺效果，多數的高階顯示裝置會選擇搭載Micro-LED顯示器。 (二)量子點(QD) Micro-LED量子點(Quantum Dot, QD)具優異的光致發光(Photoluminescence, PL)性能，將其結合Micro-LED，可提升顯示設備的品質。 (三)RUSC-V處理器RISC-V具低功耗、低成本，能夠快速執行複雜的計算與圖形處理任務之優點，運用於AR/VR系統，不僅能夠降低運算設備的成本，還能夠提高其系統之效率與性能，從而提供更好的使用者體驗。 (四)邊緣推理(Edge Inferencing)邊緣推理方法讓AR系統更具成本效益、更安全。透過邊緣推理技術的整合理解、推理及決策能力，協助AR系統在接收到輸入訊息後，立即做出快速、有效的回應。 (五)動態畫素調整(Dynamic Pixel Tuning, DPT)DPT技術具備低製造成本、高解析度、寬色域(Gamut)、低功耗等特點，為microLED的製作帶來更大優勢，有助於增強AR/VR設備所需的規格、性能。 (六)3D光達在AR/VR設備中(例：Apple Vision Pro VR新產品)使用3D雷射掃描技術，能夠更準確地感知周圍環境，實現更精確的定位，提供流暢、真實的互動體驗。固態光達的體積小，能夠應用在更小尺寸的裝置上，有助於減輕AR/VR眼鏡的重量與體積。 (七)超穎光學(Meta Optics)除了縮小感光元件的尺寸之外，與傳統鏡頭相比，這類形式的感光元件系統更容易進行大規模製造，像是Metalenz和Imagia公司，已經推出此類感測器之光學元件，為XR應用帶來更多機會。 (八)短波紅外線(Short Wave InfraRed, SWIR)感測器SONY和Artilux公司已經推出專用於AR/VR的短波紅外線感測器，主要用於偵測夜間成像及遠距物體。在不同環境下，皆能提供高解析度(Resolution)、高對比度之成像。 (九)MEMS雷射光束掃描系統(Laser Beam Scanner, LBS)在光學裝置中，使用MEMS雷射光束掃描系統可能會出現出射瞳(Exit Pupil)尺寸與顏色均勻性的問題，需要進行複雜的校正程序，也降低了這項技術的吸引力。 (十)人機介面隨著使用者與虛擬空間、現實世界的互動需求增加，推動人機介面相關技術的開發應用。這些技術利用神經訊號作為AR/VR設備的輸入/控制方式，讓使用者能夠以更直觀、自然的方式，與虛擬環境進行互動。 [本文同步刊登於<a href="https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news/4b1141008e3d6b15018e730f07567cd5" target="_blank" rel="noreferrer noopener">科技發展觀測平台</a>]

XR在先進電子領域之應用概況-新興XR技術

在這個高度連結的時代，XR技術的迅速發展不僅改我們的數位體驗，也在全球範圍內引起政治、經濟及技術層面的關注。下列簡述主要國家在XR領域之發展概況。 (一)美國美國許多州和地方政府積極將AR/VR技術應用於培訓與公共服務領域；然而，AR/VR平台缺乏明確的標準，成為此項新興技術所面臨的挑戰。就市場需求而言，美國在汽車、國防、消費性電子、工業自動化、醫療保健及零售等多個領域，都是全球AR/VR技術的領導者。美國在該領域之參與企業包含Apple、Meta、Alphabet、Microsoft、Nvidia、AMD、Intel公司等晶片、顯示器、感測器製造公司。 (二)英國英國將AR/VR產業列入未來科技發展的關鍵領域，也為參與企業提供稅收減免或抵免之方案。Frost &amp; Sullivan預測，到2030年，英國AR/VR市場收益將達到625億英鎊。英國在AR/VR應用領域多元，包含開發與製造AR/VR硬體設備、軟體應用內容，以及提供AR/VR相關服務，像是VividQ公司開發的3D全像投影技術(3D Holographic Projection)之XR設備、LoveShar公司使用AR技術與電腦視覺技術打造遊戲空間，以及BodySwaps公司開發出可提供企業與教育機構進行教育訓練的虛擬互動VR平台。 (三)韓國韓國政府與XR相關企業、研究機構在2021年5月成立「元宇宙聯盟」，並於2022年1月發布「元宇宙新產業先導戰略」，是最早提出元宇宙發展策略的國家之一。韓國成功將AR/VR技術廣泛應用於各個產業，包含製造業、零售業、醫療保健及教育業。此外，在全球網路速度排名中，韓國名列前茅，有極高的網路普及率，也成為AR/VR技術實現落地的首選地區。 (四)德國在德國，AR/VR開發者需遵守資料保護、資料安全、版權、使用權，以及著作權利等相關政策。德國在旅遊及電子商務領域，正在積極運用虛擬實境技術，也是先進感測器、資料運算業者的基地，將進一步推動AR/VR技術發展。 (五)日本日本在遊戲娛樂領域的AR/VR技術，位於全球領先地位，這歸功於日本擁有強大的先進製造科技，尤其在半導體與顯示產業相當成熟。這些技術能夠支援AR/VR相關產品的製造，為AR/VR開發公司提供豐富的發展機會，促進AR/VR應用市場之成長。 [本文同步刊登於<a href="https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news/4b1141008e3d6b15018e730f07567cd5" target="_blank" rel="noreferrer noopener">科技發展觀測平台</a>]

XR在先進電子領域之應用概況-主要國家在XR領域之應用概況

(五)韓國韓國科學技術情報通信部(Ministry of Science and ICT, MSIT)，於2023年6月的國家量子科學技術戰略計畫(대한민국 양자과학기술 전략)7，發布未來15年內投資約22.5億美元(實際金額3萬億韓元)於量子技術，目標成為全球前5名的領導者。而韓國MSIT也宣布與IBM、IonQ等全球領導者建立合作關係，致力於培訓量子技術專家。同時，韓國眾多龍頭企業，如三星、LG、SK Telecom等，也積極將量子技術應用於其業務領域。這一系列的措施，目的在強化韓國在全球量子技術領域的競爭力，確保韓國未來能在量子技術領域佔據重要地位。 (六)日本2020年1月日本內閣府發布量子技術創新戰略(量子技術イノベーション戦略)8，將量子技術定位為未來10至20年國家核心重要技術。日本內閣府於2023年1月發布的2022財年補充預算及2023財年預算(令和4年度補正予算及び令和5年度予算案の状況)9中，在2023年、2024年分別投入5.2億美元(實際金額777億日圓)、2.8億美元(實際金額421億日圓)，用於量子相關技術之投資。此外，日本企業巨頭，包含SONY、日立及豐田公司，與日本理化學研究所(Institute of Physical and Chemical)合作，共同推動全球量子運算的發展與應用。日本理化學研究所於2023年3月10推出日本首台量子電腦，展現日本在量子領域的技術實力。同時，IBM宣布與東京大學合作，投入1,000萬美元，開發擁有10萬個量子位元的超級量子電腦，展現對未來量子運算的積極度。 (七)印度印度科技部(Department of Science and Technology)於2023年4月發布國家量子任務(National Quantum Mission, NQM)11，投入7.2億美元(實際金額6003.65千萬盧比)，計畫為期八年，旨在推動量子科技之發展，致力於建立印度在計算、通訊、感測、計量及材料等多個量子領域的創新生態系統。該計畫規劃在2023-24年至2030-31年間，發展中型量子電腦，包含由50至1,000個量子位元構成的量子平台，涵蓋超導量子元(Superconducting Qubits)技術與光子量子元(Photonic Qubits)技術。預測到2030年，量子技術將為印度經濟貢獻約3,000億美元。此外，印度的IT公司，包含TCS、Wipro、Infosys和Tech Mahindra等公司，正積極參與量子技術的研發和應用。 小結全球在量子技術領域表現出強烈的決心與積極的行動，紛紛建立自身的核心競爭力和優勢。目前，各國在不同的投資領域、合作夥伴關係、技術創新及應用發展上都投入充沛的資源。在未來，為了應對共同的挑戰並推動全球量子技術的發展，需要更多的國際合作與資源共享，進一步推動量子技術發展，為全球帶來更豐富的創新應用。 [本文同步刊登於<a href="https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news/4b1141008e3d6b15018ec186002b62a2" target="_blank" rel="noreferrer noopener">科技發展觀測平台</a>]

主要國家於量子運算領域之投入概況(下)

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。 [本文同步刊登於<a href="https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news/4b1141008e3d6b15018ec186002b62a2" target="_blank" rel="noreferrer noopener">科技發展觀測平台</a>]

主要國家於量子運算領域之投入概況(上)

化學品和材料產業正在積極評估市場，確定特用化學品與先進材料的需求，同時確保產品的上市時間並滿足客戶期望。下列為GenAI在化學品與材料產業的商業化應用說明。 (1)市場啟動策略發展概況：運用GenAI工具，提供工作人員客製化行銷策略，以確保產品成功上市，贏得競爭優勢。應用案例：韓國LG集團開發出AI平台「Atelier」，能夠處理文圖像、音訊及視訊資料。化學品與材料公司可以透過AI平台「Atelier」製作出的客製化行銷內容，讓其產品在全球激烈的市場競爭中，獨具特色、脫穎而出。 (2)客戶意見回饋與決策調整發展概況：運用GenAI工具，協助工作人員分析、記錄及整合來自各種管道的客戶回饋，並依據客戶偏好來改進產品，滿足市場需求。應用案例：法國Ornge公司建立先進聯絡中心，轉錄他們在26個國家/地區的客服人員與用戶的通話內容，包含上下文對話，並依據對話提供客服人員適當的建議與後續行動，以提高客服人員與客戶互動的效率與品質。同樣的技術也可以應用於化學品與材料產業。 [本文同步刊登於<a href="https://outlook.stpi.narl.org.tw/index/focus-news/4b1141008d55b2f3018dc42e0e1012a7" target="_blank" rel="noreferrer noopener">科技發展觀測平台</a>]

生成式AI在化學品與材料產業的應用潛力(商品化)

在新科技環境下，管理者面臨著前所未有的挑戰和機遇。數位轉型、人工智慧、大數據等新興科技正在深刻地改變組織的運作方式，對管理層提出了全新的思考和應對方式。