COMPUTEX Taipei 2025量子技術展示觀察

Posted By 陸向陽 on 5 月 29, 2025 in AI關鍵技術, 技術新訊, 特寫, 綜論, 陸向陽 | 0 comments

作者：陸向陽

雖然今年台北國際電腦展的主題為AI Next，但除了AI之外也有諸多看點，筆者自身就觀察一些與量子（Quantum）科技相關的，如量子運算、量子資安等議題。

超導冷卻模組

許多量子電腦（如超導迴路型、矽自旋型）需要在極冷的環境下運作，避免熱擾動影響運算的正確性，故需要冷卻裝置，而台灣先進量子科技（Taiwan Advanced Quantum Technology, TAQT）這次即展出量子低溫模組，其技術來自工業技術研究院（ITRI）。

TAQT展示一次能冷凍2個量子位元的低溫模組，並在之後會推出5個量子位元的版本，預計在後續10個量子位元的國產量子電腦（中研院在2024年1月成功研製5位元超導量子電腦）上使用2片模組。低溫模組可以低到4K溫度，即攝氏零下269度。

另外也展示出量子電腦操控用的微波模組，以及監控內部狀態用的讀取模組，等同於量子電腦的I/O部份。

圖1：TAQT展示可以冷凍2個量子位元的低溫模組（攝影：陸向陽）

圖2：TAQT展示量子電腦用的操控模組（左）與狀態讀取模組（右）（攝影：陸向陽）

原生金鑰安全晶片

為了避免更高量子位元的量子電腦破解現行大宗使用的非對稱式密碼（RSA、ECC等，今日一般網站與網購所用），業界已經開始倡議使用新式的後量子密碼（Post-Quantum Cryptography, PQC）。

後量子密碼需要新的硬體加解密加速電路，同時也依然需要隱密地保存私鑰（Private Key），如果私鑰隨意存放在尋常的電腦硬體內，很容易被偷竊走，如此即不安全，通常要放在Secure Element（簡稱SE）內，若以肉眼而言，即是各位常看到信用卡、金融卡上金色正方形內的部份，或是手機SIM卡金色正方形內的部份。

SE通常要用特殊技術打造，確保用電子探針等其他物理技術對其探測，也無法知道內部的私鑰資訊，甚至會在正確讀取前弄壞以保安全，更遑論讓別人忠實複製與盜用SE，此種無法複製的技術稱為PUF（Physical Unclonable Function）。

此次COMPUTEX上，振生半導體（Jmem Tek）即展示支援PQC的PUF技術，期望授權其技術給其他晶片商，讓晶片商的晶片成品既支援PQC，也不怕晶片內的私鑰被竊知內容、複製內容。

圖3：振生半導體展示避免PQC私鑰被竊取複製的晶片技術（攝影：陸向陽）

鑽石空位量子電腦

目前量子電腦有多種實現技術，前述如超導迴路、矽自旋等，而鑽石空位也是一種實現技術，使用鑽石空位技術實現的量子電腦不需要低溫也能運作，省去冷卻系統的結果，整體系統可以做的很嬌小、緊緻。

澳洲Quantum Brilliance公司即專長於鑽石空位型的量子電腦，此次COMPUTEX展上，在澳洲專區有攤位，不過並沒有實機展示，只有看板、燈箱等概略說明。

圖4：澳洲Quantum Brilliance公司強調其量子電腦只要室溫（room-temperature）即可運作（攝影：陸向陽）

極快速的非揮發性記憶體

上過計算機概論的人多知道，ROM在斷電時資料仍可留存，但存取緩慢，反之RAM存取快速但斷電即資料消失，故兩種記憶體都需要，ROM也稱非揮發性記憶體，RAM則為揮發性，即指資料的消散。

在此次COMPUTEX展上，英國新創商QuInAs Technology公司設有攤位，但未有實品展示，該公司正在研發一種新型記憶體，QuInAs公司將其稱為ULTRARAM，該記憶體運用化合物（三五族）半導體技術來實現，應該即是砷化銦（InAs）。

該公司主張ULTRARAM可以斷電不消失資料，且存取速度快過現行RAM，此主要是運用量子共振穿隧效應。此主張若真能實現，實在是產業與社會的一大福音。

圖5：英國QuInAs公司展示其ULTRARAM的技術概念（攝影：陸向陽）

量子啟發運算

最後，國內大廠仁寶電腦（Compal）也在COMPUTEX展前夕發佈訊息，表示該公司開發量子啟發運算（Quantum-Inspired Computing, QiC）的技術方案，即運用現行GPU、FPGA、ASIC等數位晶片搭配上自主開發的軟體，如此即能用於量子計算領域的最佳化問題求解上，此也稱數位退火（Digital Annealing）技術。

仁寶的作法是直接使用NVIDIA的GPU進行軟體開發，並借助NVIDIA的CUDA-Q軟體函式庫，打造出自己的CGA-QX量子運算平台。

數位退火技術除了用於物流、交通、排程等最佳化問題上也能用於化合物分子作用分析計算，此對醫療將有助益，故馬偕醫院、屏東大學也將使用CGA-QX，嘗試將QiC用於精準醫療領域。