「量子」大量出現在電影、科幻小說與身心靈產業中,甚至有一集007電影的名稱就是量子危機,量子好像很神秘、又很遙遠,被聯合國選為量子百強之一,同時也是鴻海董事、鴻海研究院量子研究所顧問的張慶瑞解釋,其實100年前就出現量子的知識,今年是全世界開始研究量子電腦的第45年,他估計量子電腦有一些地方能夠贏過現在的電腦,大概會發生在2030年之後,15至20年後在更多領域形成量子優勢,約25至30年後則可能建立完整量子生態系。
在量子電腦的應用上,張慶瑞表示,目前已知能解決四大類問題:材料設計、新藥開發、金融科技,以及大數據分析,以新藥開發為例,只用AI的話只能從巨量的既有資料中篩選、建議可能的化學分子組合,量子電腦與AI搭配,可以同時模擬數百種分子的相互作用,大幅縮短找尋最佳分子結構的時間。
10年內資安風暴:量子帶來的金融危機
量子電腦的用處很大,但如果落在壞人手中帶來的威脅也很驚人。張慶瑞說,美國政府預期在2033~2035年間、也就是10年之內,量子電腦恐怕會威脅金融產業,因為量子電腦破解密碼能力太強,用現在的超級電腦不能破解的密碼,如現在的網路通訊、金融交易的加密標準RSA2048,在量子電腦手中長則幾個小時、短則數分鐘,就會被破解。
「一旦被破解,全世界的金融體系就崩潰」,張慶瑞說,為了避免崩盤,金融業必須導入以數學算法為主的「後量子演算法(PQC)」來重新設計不會被量子電腦「破光光」的新密碼,可是,把現有密碼換成PQC設計出來的新密碼成本非常高昂,光是在2030~2035年間把全世界金融機構的密碼換完,估計就要花費71億美元,換算成新台幣大約是高達2300億元。
台灣量子電腦發展的地位,張慶瑞則直指,台灣不需要執著於一定要打造完整的量自電腦,因為別的國家發展量子電腦已經45年了,台灣如果現在才開始追趕,需要投入比別人更多的資金與人才。
台灣搶攻量子電腦周邊財
他也以現在商業模式比較成熟的低溫超導量子電腦為例,這是一種在攝氏零下273度、比外太空還要冷的房間裡,才能運算的量子電腦,這種「超級冷凍庫」現在只有美國、荷蘭有技術跟材料可以打造,「台灣做不出來」,而低溫超導量子電腦的處理器(QPU)「這個台灣也做不出來」。
可是,低溫超導量子電腦必須搭配許多在室溫環境下操作的設備,才能操控,張慶瑞表示,室溫環境下運作的訊號控制器與接收器,「這個台灣可以做」,把室溫的控制器拉線拉到「超級冷凍庫」裡面的專門電線,叫做微波線纜,「一根大概就要幾十萬元」,量子處理器每個Q位元就要三根線,用量會很大,那些線纜台灣也有機會做得出來。
尤其,隨著量子電腦從實驗室的概念機、走向商業化應用,現在過於複雜的系統勢必朝模組化、微小化及控制系統簡單化發展,而且必定會發包給外部廠商製造,規格一旦放出來,將會帶給台灣業者切入的機會,然而張慶瑞強調,這不包括拿到QPU的代工訂單。
他解釋,在低溫超導量子電腦走得很前面的IBM,為了生產QPU已斥資10億美元成立了Andreon,這家公司是全美首家純量子代工廠,美國政府並提供10億美元,美國政府與IBM一起豪灑20億美元、相當於將近650億元新台幣,就是希望讓美國主導全球大多數量子晶圓的製造,台積電雖然在半導體矽製程奈米科技全球第一,但是「奈米科技不是量子科技」,事實上,現在的QPU使用大量會嚴重污染台積電製程的元素,台積電無法直接投入QPU的製造。


