ไต้หวันมุ่งต่อยอดความเป็นผู้นำด้านชิปสู่ความได้เปรียบด้านควอนตัม

เหตุใดความเป็นผู้นำด้านชิปของไต้หวันจึงสำคัญต่อการประมวลผลควอนตัม

ความแข็งแกร่งด้านการผลิตชิปของไต้หวันเป็นหัวใจสำคัญของความพยายามครั้งใหม่ในการสร้างระบบนิเวศการประมวลผลควอนตัมภายในประเทศ ในช่วงไม่กี่วันที่ผ่านมา บุคคลระดับสูงจากสถาบันวิจัย Academia Sinica และสถาบันวิจัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม (ITRI) เรียกร้องให้รัฐบาลและภาคอุตสาหกรรมต่อยอดความแข็งแกร่งด้านเซมิคอนดักเตอร์ของประเทศ เพื่อผลักดันฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และบุคลากรด้านควอนตัม ชิปเป็นหัวใจของระบบควอนตัมทุกชนิด ตั้งแต่อุปกรณ์คิวบิตไปจนถึงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด จึงเป็นโอกาสที่ไต้หวันจะเดินหน้าได้เร็วกว่าที่ขนาดของประเทศอาจบ่งชี้

สิ่งที่ทำให้เครื่องควอนตัมแตกต่างคือคิวบิต ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในหลายสถานะได้พร้อมกัน คิวบิตเปราะบาง ความร้อน การสั่นสะเทือน และสัญญาณไฟฟ้ารบกวนสามารถทำลายข้อมูลของมันได้อย่างรวดเร็ว การออกแบบส่วนใหญ่ทำงานใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ ชิปที่สร้าง วัด และควบคุมคิวบิตเหล่านั้นต้องมีความแม่นยำ ทำงานเงียบ และเชื่อถือได้ในอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด การผลิตชิ้นส่วนดังกล่าวอาศัยทักษะชุดเดียวกับที่ใช้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ระดับแนวหน้า ไม่ว่าจะเป็นการพิมพ์ลายวงจรที่แม่นยำ วัสดุขั้นสูง และการควบคุมกระบวนการผลิตให้ได้ผลผลิตสูง

ไต้หวันผลิตชิปตรรกะล้ำสมัยส่วนใหญ่ของโลก ซึ่งขับเคลื่อนปัญญาประดิษฐ์และการประมวลผลสมรรถนะสูง นักวิเคราะห์ประเมินว่าโรงงานผลิตชิปของไต้หวันคิดเป็นสัดส่วนราว 90 เปอร์เซ็นต์ของกระบวนการผลิตระดับก้าวหน้าที่สุดซึ่งแพลตฟอร์มทั่วโลกใช้งาน ประเทศนี้ยังเป็นผู้นำด้านการประกอบบรรจุภัณฑ์และการทดสอบ ซึ่งมีความสำคัญต่อการเชื่อมต่ออุปกรณ์ความหนาแน่นสูงที่ต้องติดตั้งในตู้เยือกแข็งแบบเจือจาง ความแข็งแกร่งที่ผสมผสานกันนี้เป็นเหตุผลที่ผู้เชี่ยวชาญท้องถิ่นเห็นว่าไต้หวันสามารถเปลี่ยนความเป็นผู้นำด้านชิปให้เป็นความก้าวหน้าที่จับต้องได้ในด้านควอนตัม

จากโรงงานผลิตสู่คิวบิต: สิ่งที่นำมาต่อยอดได้

ขีดความสามารถหลายด้านจากการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่สามารถนำไปใช้กับงานวิจัยควอนตัมได้โดยตรง การพิมพ์ลายวงจรที่แม่นยำสูงและระเบียบปฏิบัติในห้องปลอดฝุ่นช่วยสนับสนุนการผลิตโครงสร้างคิวบิตในวงจรตัวนำยิ่งยวดและจุดควอนตัมซิลิคอน การประกอบบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงและการเชื่อมต่อวงจรช่วยส่งสัญญาณควบคุมหลายพันเส้นเข้าสู่สภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำโดยไม่เพิ่มสัญญาณรบกวน การควบคุมกระบวนการผลิตที่พัฒนาเต็มที่ช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอและอัตราผลผลิต ซึ่งเป็นสองปัจจัยที่จำกัดการขยายขนาดอุปกรณ์ควอนตัมในปัจจุบัน ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ ประสบการณ์ของไต้หวันในด้านชิปคลื่นความถี่วิทยุและอินเทอร์เฟซความเร็วสูงสามารถช่วยออกแบบชิปควบคุมอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด ซึ่งติดตั้งใกล้คิวบิตและลดความซับซ้อนของการเดินสาย

ข้อเสนอของผู้เชี่ยวชาญในไทเป

เฉิน ฉี่ตง นักวิจัยอาวุโสผู้ทรงคุณวุฒิจากศูนย์วิจัยประเด็นสำคัญของ Academia Sinica และเจ้าหน้าที่บริหารของศูนย์เฉพาะทางด้านการประมวลผลควอนตัม เสนอเป้าหมายที่ชัดเจน นั่นคือการสร้างขีดความสามารถภายในประเทศ เขาเห็นว่าไต้หวันควรจัดทำความพยายามแบบครบวงจร ตั้งแต่อุปกรณ์ ซอฟต์แวร์ควบคุม ไปจนถึงแพลตฟอร์มทดสอบ

ในการเสนอเหตุผลสนับสนุนการผลักดันระดับชาติ เฉินกล่าวว่าไต้หวันควรต่อยอดความแข็งแกร่งด้านชิปให้เป็นโครงการควอนตัมที่ครบวงจร และฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญจากหลากหลายสาขา เขากล่าวไว้อย่างตรงไปตรงมาว่า:

ไต้หวันมีความได้เปรียบอย่างชัดเจนด้านเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งควรนำมาใช้สร้างระบบนิเวศการประมวลผลควอนตัมของตนเองและพัฒนาบุคลากรท้องถิ่น

เขายังผลักดันให้มีต้นแบบที่ใช้งานได้ซึ่งผลิตในไต้หวัน การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมภายในประเทศมีความหมายมากกว่าการแสดงเชิงสัญลักษณ์ การลงมือทำจริงจะช่วยให้ซัพพลายเออร์เรียนรู้และส่งเสริมการพัฒนาเครื่องมือตลอดทั้งระบบ ดังที่เฉินอธิบายว่า:

การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สร้างขึ้นเองในประเทศจะกระตุ้นความก้าวหน้าของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควบคุมที่เกี่ยวข้อง

เจฟฟ์ หลิน ผู้อำนวยการใหญ่ศูนย์ยุทธศาสตร์ระหว่างประเทศด้านอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีของ ITRI เสนอแนวทางด้านนโยบายและอุตสาหกรรม เขาเรียกร้องให้ไต้หวันมุ่งเน้นเทคโนโลยีควอนตัมหลักที่เชื่อมโยงกับปัญญาประดิษฐ์ เข้าร่วมความร่วมมือในห่วงโซ่อุปทานกับสหรัฐฯ ยุโรป และญี่ปุ่น เสริมสร้างความร่วมมือระหว่างภาคอุตสาหกรรมกับสถาบันการศึกษา และสร้างแพลตฟอร์มวิจัยและตรวจสอบยืนยันเพื่อเร่งการนำเทคโนโลยีไปใช้เชิงพาณิชย์ เขายังเรียกร้องให้มีกฎเกณฑ์ด้านความเสี่ยง อธิปไตยข้อมูล และจริยธรรม ตลอดจนการปฏิรูปกฎหมายและการศึกษาที่สนับสนุนบุคลากรข้ามสาขา เขาสรุปความสำคัญของเรื่องนี้ว่า:

เทคโนโลยีควอนตัมกลายเป็นแนวรบเชิงยุทธศาสตร์ใหม่ต่อจาก AI ปัจจุบันมีราว 30 ประเทศที่บรรจุเรื่องนี้ไว้ในแผนพัฒนาประเทศแล้ว

แผนของหลินยังชี้ไปสู่แนวทางที่เน้นระบบนิเวศ ได้แก่ สนามทดสอบระดับชาติที่สตาร์ตอัปและมหาวิทยาลัยใช้ตรวจสอบแนวคิดได้ ช่องทางเงินทุนที่ผูกกับหมุดหมายความสำเร็จ และโครงการเปลี่ยนโมดูลวิจัยให้เป็นระบบย่อยระดับอุตสาหกรรม เป้าหมายคือเร่งวงจรการเรียนรู้ ลดเวลาจากผลการทดลองในห้องปฏิบัติการสู่การใช้งานนำร่อง และสร้างเส้นทางที่ชัดเจนให้วิศวกรจากงานชิปแบบดั้งเดิมย้ายมาสู่โครงการควอนตัม

ตำแหน่งของไต้หวันในการแข่งขันระดับโลก

เทคโนโลยีควอนตัมเป็นส่วนหนึ่งของการแข่งขันที่กว้างขึ้นด้านชิป การประมวลผล และอุตสาหกรรมเชิงยุทธศาสตร์ สหรัฐฯ และพันธมิตรกำลังลงทุนขนาดใหญ่ผ่านโครงการภาครัฐและความร่วมมือภาคเอกชน พร้อมกับเข้มงวดกฎควบคุมการส่งออกเครื่องมือขั้นสูงที่มุ่งหน้าไปจีน การขยายกิจการของ TSMC ในรัฐแอริโซนา ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากเงินทุนภาครัฐ สะท้อนความพยายามสร้างกำลังการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงที่ยืดหยุ่นและมั่นคง การเคลื่อนไหวเหล่านี้กำลังเปลี่ยนแปลงสถานที่ดำเนินงานวิจัยที่มีความอ่อนไหวและที่ตั้งของห่วงโซ่อุปทานในอนาคต

ส่วนจีนนั้นกำลังลงทุนอย่างหนักเพื่อลดการพึ่งพาเทคโนโลยีต่างชาติ ธนาคารนโยบาย กองทุนของรัฐ และโครงการระดับมณฑลสนับสนุนโครงการชิปและควอนตัมภายในประเทศ ควบคู่กับการดึงดูดบุคลากรและข้อจำกัดใหม่เกี่ยวกับวัสดุเชิงยุทธศาสตร์ ความเคลื่อนไหวนี้เพิ่มเดิมพันสำหรับไต้หวัน ภาคชิปของเกาะแห่งนี้อยู่ใจกลางห่วงโซ่มูลค่าระดับโลก แต่อุตสาหกรรมก็เผชิญแรงกดดันให้ขยายขีดความสามารถไปยังต่างประเทศและรับมือความเสี่ยงด้านนโยบาย

สำหรับไต้หวัน โอกาสและความเสี่ยงที่มาคู่กันนี้ชี้ว่าจำเป็นต้องลงมือ ประเทศสามารถใช้ความร่วมมือกับพันธมิตรที่เชื่อถือได้เพื่อเข้าร่วมกลุ่มความร่วมมือควอนตัมระหว่างประเทศ พร้อมกับรักษางานที่มีมูลค่าสูงไว้ในประเทศ นอกจากนี้ยังสามารถวางตำแหน่งตนเองเป็นสะพานเชื่อมระหว่างชิปแบบดั้งเดิมกับการทดลองควอนตัม ซึ่งเป็นสาขาที่ไต้หวันมีทั้งขนาดกำลังการผลิต ความรู้ความเชี่ยวชาญ และเครือข่ายซัพพลายเออร์ที่แข็งแกร่งอยู่แล้ว

แนวทางด้านฮาร์ดแวร์ที่เหมาะกับไต้หวัน

ยังไม่มีการออกแบบคิวบิตแบบใดที่เป็นผู้ชนะ แต่ละแนวทางชั้นนำมีข้อแลกเปลี่ยนทั้งด้านความทนทานต่อสัญญาณรบกวน อุณหภูมิใช้งาน ความเร็วเกต และความง่ายในการผลิต ไต้หวันไม่จำเป็นต้องครอบคลุมทุกแนวทาง กลยุทธ์ที่ดีกว่าคือเลือกสาขาเฉพาะที่สอดคล้องกับความแข็งแกร่งด้านชิปและกลุ่มซัพพลายเออร์ที่มีอยู่ แล้วนำส่วนเหล่านั้นไปผนวกรวมในโครงการระดับโลก

วงจรตัวนำยิ่งยวด

คิวบิตตัวนำยิ่งยวดใช้รอยต่อโจเซฟสันที่สร้างลวดลายบนฟิล์มบาง ซึ่งนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานที่อุณหภูมิต่ำมาก การผลิตต้องใช้ฟิล์มตัวนำยิ่งยวดที่สะอาด การขึ้นลวดลายที่แม่นยำ และการปรับสภาพพื้นผิวอย่างระมัดระวัง คอขวดสำคัญที่สุดคือการประกอบบรรจุภัณฑ์สำหรับอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดและการควบคุมไมโครเวฟ บริษัทประกอบบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงของไต้หวันสามารถพัฒนาอินเตอร์โพเซอร์ที่มีการสูญเสียต่ำและการเดินสายสามมิติ เพื่อส่งสัญญาณไมโครเวฟเข้าสู่ขั้นอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด ทีมอิเล็กทรอนิกส์ท้องถิ่นสามารถออกแบบโมดูลควบคุมขนาดกะทัดรัดและตัวกรองที่จำกัดสัญญาณรบกวน ห้องปฏิบัติการทดสอบสามารถเชี่ยวชาญด้านขั้นตอนการสอบเทียบที่ช่วยลดเวลาที่ต้องใช้ในการเริ่มใช้งานชิปใหม่ภายในตู้เยือกแข็งแบบเจือจาง

คิวบิตสปินในซิลิคอน

คิวบิตสปินในซิลิคอนสร้างจากจุดควอนตัมที่ก่อรูปขึ้นในชั้นสารกึ่งตัวนำซึ่งเป็นที่เข้าใจดีแล้ว จุดเด่นนั้นชัดเจน โดยหลักการ อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้ประโยชน์จากการพิมพ์ลายวงจรและการควบคุมกระบวนการผลิตแบบเดียวกับที่มีอยู่แล้วในโรงงานชั้นนำ โครงการทั่วโลกแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์สปินซิลิคอนผลิตได้ด้วยเครื่องมือทั่วไป ก่อนนำไปประกบกับวงจรควบคุมอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด หากคิวบิตทำงานได้ใกล้ 4 เคลวินแทนระดับมิลลิเคลวิน การผสานรวมกับ CMOS อุณหภูมิต่ำจะง่ายขึ้นและลดความซับซ้อนของการเดินสาย โรงหล่อและบริษัทออกแบบของไต้หวันมีความพร้อมที่จะสำรวจแนวทางนี้ โดยเฉพาะหากโครงการระดับชาติสนับสนุนชุดเครื่องมือพัฒนากระบวนการผลิตที่ใช้ร่วมกัน การผลิตรอบทดลองร่วมกัน และเครื่องมือออกแบบอัตโนมัติสำหรับอิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิต่ำยิ่งยวด

ระบบโฟโตนิกและไอออน

คิวบิตจากไอออนที่กักไว้และคิวบิตโฟโตนิกพึ่งพาออปติกความแม่นยำสูง เลเซอร์ และระบบสุญญากาศมากกว่ากระบวนการซิลิคอนแบบดั้งเดิม ถึงอย่างนั้นไต้หวันก็มีส่วนช่วยได้ โฟโตนิกส์แบบบูรณาการ การประกอบบรรจุภัณฑ์เชิงแสง และวัสดุเฉพาะทางเป็นสาขาที่ซัพพลายเออร์เดิมสามารถปรับใช้ทักษะที่มีอยู่ มหาวิทยาลัยสามารถเป็นผู้นำด้านแหล่งกำเนิดเลเซอร์ที่เสถียร สวิตช์แสง และเครื่องทวนสัญญาณควอนตัมสำหรับการสื่อสารที่ปลอดภัย

มีประเด็นสำคัญสองข้อที่พบได้ในทุกแนวทาง ประการแรก โครงสร้างพื้นฐานด้านอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดและบุคลากรด้านการวัดมีความจำเป็นอย่างยิ่ง ประการที่สอง การออกแบบแบบไฮบริดที่ผสานตัวประมวลผลควอนตัมเข้ากับตัวเร่งการประมวลผลแบบดั้งเดิมจะมีบทบาทสำคัญในการใช้งานระยะแรก ความใกล้ชิดของไต้หวันกับห่วงโซ่อุปทานการประมวลผลสมรรถนะสูงเป็นข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างสำหรับโมเดลไฮบริดนี้

บุคลากรและการศึกษา

การประมวลผลควอนตัมผสานฟิสิกส์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ วิศวกรรมไฟฟ้า วัสดุศาสตร์ และคณิตศาสตร์ประยุกต์ เฉินเน้นย้ำว่าการสร้างความเชี่ยวชาญต้องใช้เวลา และสนับสนุนให้นักศึกษาและวิศวกรระดับกลางเข้าสู่สาขานี้จากพื้นฐานด้านฟิสิกส์ สารสนเทศศาสตร์ วิศวกรรมไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ หลักสูตรที่ต่อยอดจากพีชคณิตเชิงเส้นและกลศาสตร์ควอนตัมไปสู่ทฤษฎีการควบคุมและวิศวกรรมอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดจะช่วยให้ผู้เข้ามาใหม่ปรับพื้นฐานได้รวดเร็ว

ไต้หวันเริ่มจัดระบบแล้ว สำนักงานโครงการควอนตัมไต้หวัน (2021) และทีมควอนตัมแห่งชาติ (2022) จัดตั้งขึ้นพร้อมงบประมาณหลายปี รวมประมาณ 259 ล้านดอลลาร์สหรัฐในช่วงห้าปี แผนงานครอบคลุมฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม ออปติก ซอฟต์แวร์ และการประยุกต์ใช้งาน โครงการในประเทศรายงานความคืบหน้าด้านต้นแบบ รวมถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่พัฒนาขึ้นในประเทศและการสาธิตการกระจายกุญแจควอนตัม ไต้หวันยังมีบทบาทในด้านการเข้ารหัสลับหลังยุคควอนตัม และเป็นที่ตั้งของศูนย์การเปลี่ยนผ่านสู่ระบบที่ปลอดภัยต่อควอนตัม ซึ่งช่วยให้สถาบันวางแผนยกระดับระบบเพื่อรับมือการโจมตีในอนาคตจากเครื่องควอนตัม

ความร่วมมือและธรรมาภิบาล

เจ้าหน้าที่และนักวิจัยเห็นว่าไต้หวันควรเพิ่มความร่วมมือกับสหรัฐฯ ยุโรป และญี่ปุ่น ทั้งด้านการวิจัยและห่วงโซ่อุปทาน การเข้าร่วมโครงการระดับโลกช่วยให้เข้าถึงสนามทดสอบร่วม รอบการผลิต และมาตรฐานต่าง ๆ ความร่วมมือกับอินเดียก็เป็นอีกช่องทางที่มีแนวโน้มดี เมื่อพิจารณาจากภารกิจควอนตัมแห่งชาติของอินเดีย ตลอดจนความแข็งแกร่งด้านการสื่อสารควอนตัมและการตรวจวัด โครงการร่วมอาจผสานความเชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์และชิปของไต้หวันเข้ากับจุดแข็งของพันธมิตรในด้านอัลกอริทึม มาตรวิทยา และระบบเครือข่าย

ธรรมาภิบาลก็ต้องได้รับความใส่ใจเช่นกัน เจฟฟ์ หลินเรียกร้องให้จัดทำกรอบการทำงานที่ครอบคลุมการประเมินความเสี่ยง อธิปไตยข้อมูล และจริยธรรม การเปลี่ยนผ่านสู่การเข้ารหัสลับหลังยุคควอนตัมควรมีแผนกำหนดเวลาและทดสอบทั่วโครงสร้างพื้นฐานสำคัญ พร้อมกำหนดหมุดหมายด้านการจัดซื้อจัดจ้างและการปฏิบัติตามข้อกำหนด กฎควบคุมการส่งออก การคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญา และระเบียบปฏิบัติด้านความมั่นคงจะกำหนดว่าใครทำงานในโครงการใดได้บ้าง และสามารถแบ่งปันอุปกรณ์ชนิดใดได้บ้าง นโยบายที่ชัดเจนช่วยลดความไม่แน่นอนสำหรับสตาร์ตอัปและนักวิจัย พร้อมสร้างความเชื่อมั่นกับพันธมิตรระหว่างประเทศ

อุปสรรคที่ไต้หวันต้องแก้ไข

อุปกรณ์เฉพาะทางมีอยู่อย่างจำกัด ตู้เยือกแข็งแบบเจือจาง สถานีตรวจวัดหัววัดอุณหภูมิต่ำ และเครื่องมือวัดความถี่สูงมีราคาแพงและขาดแคลน ศูนย์อำนวยความสะดวกที่ใช้ร่วมกันช่วยลดคอขวดได้ แต่ต้องมีเงินทุนต่อเนื่องและผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ เวลาใช้โรงหล่อก็เป็นอีกข้อจำกัด เนื่องจากสายการผลิตเต็มไปด้วยคำสั่งซื้อชิป AI และเซิร์ฟเวอร์ที่มีความต้องการสูง หากไม่มีโมดูลกระบวนการเฉพาะและกำหนดการผลิตรอบทดลอง อุปกรณ์ควอนตัมก็ต้องรอคิวต่อจากคำสั่งซื้อเชิงพาณิชย์

ตัวอย่างจากภาคอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าเหตุใดการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างเครื่องมือเซมิคอนดักเตอร์กับงานวิจัยควอนตัมจึงสำคัญ โครงการขนาดใหญ่ในต่างประเทศกำลังทดลองคิวบิตสปินซิลิคอนด้วยกระบวนการมาตรฐาน ควบคู่กับการสร้างชิปควบคุมอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดและโครงสร้างพื้นฐานสำหรับทดสอบ บทเรียนไม่ใช่ว่าไต้หวันต้องลอกเลียนแนวทางใดแนวทางหนึ่ง แต่คือทีมควอนตัมจำเป็นต้องเข้าถึงการพิมพ์ลายวงจรขั้นสูง มาตรวิทยา และการประกอบบรรจุภัณฑ์ตั้งแต่ตอนนี้ ไต้หวันมีความรู้ความเชี่ยวชาญที่จะดำเนินแนวทางเหล่านี้ หากจัดสรรเครื่องมือ บุคลากร และเวลาให้

แผนระยะใกล้และหมุดหมายสำคัญ

สภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติของไต้หวันวางแผนโครงการก่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเมนเฟรมในปี 2026 เป้าหมายคือเชื่อมเมนเฟรมควอนตัมเข้ากับแพลตฟอร์มการประมวลผลสมรรถนะสูง เพื่อสร้างทรัพยากรแบบไฮบริดที่นักวิจัยและภาคอุตสาหกรรมเข้าถึงได้ ซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มทั่วโลกในการจับคู่ตัวประมวลผลควอนตัมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์และตัวเร่ง AI สำหรับงานใช้งานจริง

มีขั้นตอนที่เป็นรูปธรรมหลายอย่างที่ช่วยเร่งความคืบหน้าได้ การจัดตั้งศูนย์อุณหภูมิต่ำยิ่งยวดแห่งชาติที่มีช่องติดตั้งตู้เยือกแข็งหลายชุดและรูปแบบการให้บริการจะช่วยลดเวลารอการทดลอง โครงการพัฒนาชิปควบคุม CMOS สำหรับอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดจะนำบริษัทออกแบบเข้าสู่สาขานี้และสร้างบล็อกวงจรพื้นฐานที่นำกลับมาใช้ได้ สายการประกอบบรรจุภัณฑ์นำร่องสำหรับคิวบิตตัวนำยิ่งยวดและคิวบิตสปินจะช่วยให้ทีมปรับปรุงการเชื่อมต่อที่มีการสูญเสียต่ำและการเดินสายสามมิติได้ การผลิตรอบทดลองอย่างสม่ำเสมอพร้อมชุดเครื่องมือพัฒนากระบวนการผลิตที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมจะช่วยสร้างข้อมูลสถิติของอุปกรณ์และเพิ่มผลผลิต แพลตฟอร์มทดสอบและตรวจสอบยืนยันสาธารณะจะเปิดพื้นที่ให้สตาร์ตอัปตรวจสอบชิ้นส่วน ส่วนกองทุนนวัตกรรมที่ผูกกับหมุดหมายทางเทคนิคชัดเจนจะช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างผลการทดลองในห้องปฏิบัติการกับผลิตภัณฑ์ระยะแรก

กรณีใช้งานที่ควรให้ความสำคัญ

การประยุกต์ใช้หลายด้านสอดคล้องกับความแข็งแกร่งของไต้หวัน ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ อัลกอริทึมที่ได้แรงบันดาลใจจากควอนตัม และต่อมาคือตัวเร่งควอนตัมขนาดเล็ก อาจช่วยในการค้นคว้าวัสดุ การจำลองกระบวนการ และการปรับปรุงการออกแบบ ในด้านความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์ ภาครัฐและการเงินสามารถวางกำหนดการเปลี่ยนผ่านสู่การเข้ารหัสลับหลังยุคควอนตัม และทดสอบลิงก์สื่อสารควอนตัมสำหรับข้อมูลอ่อนไหว ในด้านการดูแลสุขภาพ วิธีการควอนตัมอาจช่วยสร้างแบบจำลองโปรตีนหรือสร้างภาพขึ้นใหม่เมื่อฮาร์ดแวร์พัฒนาถึงระดับที่เหมาะสม ในด้านพลังงานและการผลิต กระบวนการทำงานแบบไฮบริดระหว่างควอนตัมกับระบบดั้งเดิมอาจช่วยปรับปรุงการจัดตารางและโลจิสติกส์ในห่วงโซ่อุปทานที่ซับซ้อน ทุกแนวทางเหล่านี้ได้ประโยชน์จากการทดสอบตั้งแต่เนิ่น ๆ แม้ยังไม่มีเครื่องขนาดใหญ่ที่ทนต่อข้อผิดพลาด

ประเด็นสำคัญ

• เฉิน ฉี่ตง จาก Academia Sinica เรียกร้องให้ไต้หวันสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมในประเทศ เพื่อขับเคลื่อนความก้าวหน้าด้านฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ควบคุม และการทดสอบ
• เจฟฟ์ หลิน จาก ITRI เรียกร้องให้มีแผนระดับชาติที่เน้นเทคโนโลยีหลักซึ่งเชื่อมโยงกับ AI ความร่วมมือระดับโลก ธรรมาภิบาลด้านความเสี่ยงและข้อมูล ตลอดจนแพลตฟอร์มวิจัยและตรวจสอบยืนยัน
• ความแข็งแกร่งด้านชิปของไต้หวัน ทั้งการผลิต การประกอบบรรจุภัณฑ์ และการทดสอบ สามารถสนับสนุนโครงการควอนตัมแบบตัวนำยิ่งยวด สปินซิลิคอน และโฟโตนิก
• ภูมิรัฐศาสตร์กำลังเปลี่ยนแปลงห่วงโซ่อุปทาน สหรัฐฯ และพันธมิตรกำลังลงทุนและเข้มงวดมาตรการควบคุม ขณะที่จีนผลักดันการพึ่งพาตนเอง
• ไต้หวันจัดตั้งโครงการระดับชาติแล้ว รวมถึงสำนักงานโครงการควอนตัมไต้หวัน (2021) และทีมควอนตัมแห่งชาติ (2022) พร้อมงบประมาณหลายปี
• ช่องว่างสำคัญ ได้แก่ โครงสร้างพื้นฐานด้านอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดที่จำกัด อุปกรณ์เฉพาะทางที่ขาดแคลน และการเข้าถึงโรงหล่อ ศูนย์ที่ใช้ร่วมกันและรอบการผลิตร่วมกันเฉพาะทางช่วยบรรเทาปัญหาได้
• สภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (NSTC) วางแผนโครงการบูรณาการควอนตัมกับ HPC ในปี 2026 เพื่อสร้างทรัพยากรแบบไฮบริดสำหรับการวิจัยและภาคอุตสาหกรรม
• กรณีใช้งานสำคัญ ได้แก่ การวิจัยและพัฒนาวัสดุและชิป การเข้ารหัสลับหลังยุคควอนตัม การสื่อสารควอนตัม และการปรับปรุงห่วงโซ่อุปทาน