兩大技術路線 探索更穩定量子態

量子科技歷百年發展，衍生包括激光器、MRI醫學影像、光纖通訊、半導體及LED等現代重要技術。羅錦團表示，對比過往科學界主要是基於對量子特性的理解延伸出基本應用，目前正推進的「第二次量子革命」，聚焦於主動操控量子態，例如針對量子電腦的核心——量子位元，使用特殊的材料延長量子態的「壽命」，讓量子位元有更充足時間保存信息，使運算更為穩定，才能實現量子計算的超強算力。

製超導體利留存 以準粒子減干擾

羅錦團解釋，量子材料的不同特性，會直接影響量子位元保存信息的時間，部分材料能延長量子態的「壽命」，另一些則會縮短其存活時間，增加信息流失風險。要應對問題，主要涉及兩條技術路線，一是使用較傳統的物理方法，即製作超導體，讓量子信息能在超導體中儲存較長時間，並進行一些操控，使其能用於計算，同時又不受到環境影響。由於一般物料需要在接近「絕對零度」（約-273℃）的極端低溫才展現超導特性，尋找更合適的超導體以維持量子位元穩定成了主要挑戰。

另一技術路線則為利用量子材料中的特殊「準粒子」保存量子信息，這正是羅錦團與團隊的探索方向，透過發掘具抵抗環境干擾特質的「準粒子」作為量子位元，延長量子態時間。

事實上，全球科研前沿的量子電腦，均主要依循此兩大路線研發。例如微軟便致力探索透過材料中的「準粒子」來存儲量子信息，並在今年初宣布推出全球首款以「準粒子」為基礎的拓撲量子位元處理器。Google及IBM的量子電腦則採用超導技術，前者在今年10月發布成果，其105量子位元的Willow晶片，速度較現有最快的超級電腦快1.3萬倍，並實現可驗證的量子優越性。

至於中國第三代自主超導量子電腦「本源悟空」，以及多次打破量子優越性紀錄的「祖沖之」系列量子電腦，亦同樣使用超導體系的量子位元。

目前，量子電腦還未到普及階段，但羅錦團指，有信心隨着技術發展，重大的應用突破會於十年內出現。