為了提供更好的閱讀內容,我們使用cookies來改善使用者體驗,關於更多cookies資訊請閱讀我們的隱私權聲明
 
Reserch
B2B

量子信息科學戰開打了

  • 林育中
美國白宮科技政策辦公室於9月24日發佈的《量子資訊科學國家戰略概述》,是涵蓋面極廣、時間長達10年的大型長期國家級計畫。Pixabay

美國白宮科技政策辦公室(Office of Science and Technology Policy;OSTP)國家科學技術委員會(National Science and Technology Council;NSTC)於9月24日發佈《量子資訊科學國家戰略概述》(National Strategic Overview for Quantum Information Science)(以下簡稱《概述》)。

這是一個涵蓋面極廣、時間長達10年的大型、長期國家級計畫。據我所知,這是自1957年蘇聯發射史潑尼克1號衛星美國大規模動員之後的另一次總動員。什麼事觸發了這樣大規模總動員?卻是另一顆衛星-大陸於2016年發射的墨子衛星-以及前後相關的事件,譬如2017年的中、奧量子視訊會議;北京、濟南、合肥、上海4城市之間長達2000公里的量子通訊骨幹;設於合肥投資高達100億美金的量子計算中心等。這些事件觸發了美國國家安全的警鈴。

為什麼量子信息科學(Quantum Information Science;QIS)事關國安?量子信息科學大致包括4個領域:量子計算、量子通訊、量子傳感(quantum sensing)、量子元件(quantum device)與量子原理。第4項是基礎原理與實施設備,前3項卻都與國安有密切關係。

量子計算第一個有用的演算法Shor’s algorithm是用來執行質因數分解的,而質因數分解困難是現在通訊系統中用以保護通訊密鑰的。別以為它與你無關,你每天可能使用通訊密鑰幾百幾千次。量子通訊則因為量子信息不可複製,量子通訊是不可破解的。量子傳感則與精密全球定位有關。在信息的攻防戰中,量子計算是茅,量子通訊是盾。現在的狀況是美國有茅,大陸有盾。但是若大陸也做出茅呢?

國安的確是此次《概要》的主題。量子計算雖是量子信息的大宗,但是在《概要》中反而較少被提及,因為美國領先。但是quantum-resistant這個字眼反覆出現-這是抗量子計算解密的加密方法,也是量子通訊的主要目的。另外,在《概要》的第8章標題“Maintaining national security and economic growth”,國安為先,雖然《概要》舉的大旗是「科學優先(science first)」。

有幾點相當有趣,值得觀察。第一個是動員之廣、著力之深,前所罕見。有10幾個部會、機構參與此長期計劃,此外新設國家科技委員會量子信息小組(NSTC Subcommittee on Quantum Information Science;SCQIS)專職推動、協調。而關於量子科學教育,甚至要深入小學。這一點值得讓正在訂定台灣課綱的人想想,當另外的國家紛紛讓編輯程式、學習量子科學入小學課綱時,我們在做什麼?

《概要》中要提供學生實習機會,卻限制predominantly for US person,但又要講國際合作,明白昭顯對抗的目標。另外設立TRIPLETS計劃以獎勵產學合作。產學合作聽似老生常談,但在今日卻有更深刻的意義,因為科學與科技的時差如此之近,已無由區分,也不是產業將研發計劃外包給學術機構這種老掉牙的手法可以達標。建議主管科技預算的各部會看一看人家怎麼做吧!這不僅限於量子信息科學,對於其它產業也適用。前一陣子有家科技大廠任命教授為科技長,我為之擊節讚賞,這是這個年代的新思維、新策略。

美國與大陸自貿易戰延伸到科技的競爭,這像是逐漸要升級到整體戰略對抗。兩隻大象打架沒人管的了,但是在量子信息科學所需的基礎技術如低溫學、光子學、低雜訊微波放大器和奈米加工等台灣並不是全無著力處,怎樣整合產官學的資源和力量,營造出自己切入新世代科技的生態與機會,這是管戰略的人要仔細想一想的。

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。現在於台大物理系訪問研究,主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。