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莫讓 AI 泡沫遮蔽了雙眼:台灣 2026 年的量子「晶片戰爭」才正要開打

Editorial TeamJanuary 11, 20265 min read

當全世界還在為生成式 AI 的參數量瘋狂時,台灣的量子國家隊正悄悄佈局下一場運算革命。重點不在於製造更多的「雜訊」量子位元(Noisy Qubits),而在於解決量子電腦規模化的真正瓶頸——低溫電子學(Cryogenic Electronics)與矽光子整合。這不僅是台積電的防禦戰,更是從 NISQ 時代跨越到容錯量子運算(FTQC)的關鍵基礎建設。

作為一名在量子資訊理論領域打滾多年的研究者,我看著 2026 年的科技頭條,不禁感到一絲荒謬。大眾媒體與創投圈依舊沉浸在大型語言模型(LLM)的狂歡中,彷彿堆疊更多的 GPU 就能解決人類所有的問題。然而,對於真正的物理學家而言,AI 只是前菜,主菜在於我們能否駕馭微觀世界的機率波。

台灣的量子國家隊在 2026 年的動作,之所以讓台積電(TSMC)這樣的巨頭都感到「緊張」與迫切,並非因為出現了某種魔術般的算法,而是因為量子運算終於撞上了「工程牆」——這正是台灣最擅長的戰場。

從物理實驗室到晶圓廠:不再只是科學玩具

首先,我們必須釐清事實。過去十年,量子電腦大多停留在「含雜訊中型量子」(NISQ)階段。無論是 Google 的 Sycamore(超導量子位元)還是 IonQ(離子阱),它們都面臨一個共同的物理極限:退相干(Decoherence)。量子態極其脆弱,熱噪聲或電磁干擾都會導致波函數坍縮,產生錯誤。

媒體喜歡炒作「量子位元數量」(Qubit Count),但在我看來,這是一個誤導性的指標。1000 個高錯誤率的物理量子位元,還不如 50 個完美的邏輯量子位元(Logical Qubits)。要實現糾錯(Quantum Error Correction, QEC),我們需要成千上萬個物理位元來編碼一個邏輯位元。

這就是台灣切入的關鍵點。

關鍵黑科技:低溫 CMOS 與矽光子 (Silicon Photonics)

要控制數百萬個超導量子位元,你需要將微波訊號送入接近絕對零度(幾毫克耳文)的稀釋製冷機中。傳統的同軸電纜不僅體積大,還會導入熱量。這是目前擴展量子電腦的最大障礙——「佈線瓶頸」(Wiring Bottleneck)。

台灣量子國家隊與半導體產業鏈正在攻克的,正是低溫 CMOS 控制晶片(Cryo-CMOS)。這是一種能在 4K(約 -269°C)環境下穩定運作,直接控制量子位元的積體電路。這意味著我們不需要從室溫拉成千上萬條線進去,而是將控制電路與量子晶片進行 3D 堆疊封裝。

此外,矽光子技術更是重中之重。對於光量子計算(Photonic Quantum Computing,如 Xanadu 的路徑)或離子阱系統,光學路徑的微縮化是剛需。利用台灣成熟的半導體製程,將雷射、調變器、波導刻在矽晶片上,這是實現光量子處理器量產的唯一途徑。

台積電為何緊張?

台積電的焦慮來自於典範轉移。在摩爾定律的黃昏,電晶體的微縮已近物理極限。量子電腦不需要 1 奈米或 0.5 奈米的製程來製造量子位元(超導迴路其實很大),它需要的是極致的材料純度與全新的封裝邏輯。

如果量子電腦的主流技術走向光學或離子阱,傳統的 CMOS 製程重要性將被稀釋。因此,台積電必須轉型成為「量子代工廠」,掌握從 CoWoS 先進封裝到低溫電子學的定義權。這不是關於生產更快的 CPU,而是關於打造維持量子態的物理容器。

2026 年,我們看到的不是量子霸權的瞬間降臨,而是供應鏈的重組。台灣正在做最不性感、但最硬核的工作:把量子力學從實驗室的麵包板上,搬進晶圓廠的標準化製程中。這才是值得投資人與科技愛好者屏息以待的「黑科技」。