量子技術正成為一個有望實現經濟突破的領域,它允許研究團隊更精確地測量物理現象,並且未來可能在產業與國家轉型中扮演重要角色。然而,它同時對國家安全構成重大威脅。
綜觀歷史,技術進步賦予創新領導者國家相對於其他國家的決定性優勢,例如由美國高級研究計畫局開創的當今互聯網的發展極大地豐富了美國,目前全球十大公司中的七家都在中國,這些公司從網路連接設備的硬體和軟體中獲利。
如今,量子技術正成為一個有望實現經濟突破的領域,它允許研究團隊更精確地測量物理現象,並且未來可能在產業與國家轉型中扮演重要角色。然而,量子技術同時對國家安全構成重大威脅,德國政府認識到其顛覆性潛力,在其2023年「量子技術行動概念」中認識到量子技術的變革性本質。例如,它將對線上傳輸資料的機密性產生深遠的影響。
根據麥肯錫調查,截至2022年,中國的在量子科技的投資水準(153億美元)為全球最高,超過歐盟(72億美元)、美國(19億美元)和日本(18億美元)的總和。值得注意的是,在美國,包括Google和IBM等巨頭在內的私營部門在量子技術開發中發揮關鍵作用,相較之下,中國政府的努力集中在單一研究機構,私人投資的角色要小得多。
另外,2017年,奧地利和中國科學家利用墨子衛星在北京和維也納之間建立了量子通訊鏈路,並取得重大突破,該衛星於2023年促強化中國和俄羅斯之間的合作。
而在西方國家,AUKUS量子協議將使戰略合作夥伴澳大利亞、英國和美國共同投資用於定位、導航和授時的量子技術,由美國、澳洲、印度和日本組成的「四方」(四邊安全對話)包括量子技術聯合研究項目,作為其合作的一部分,美國的聯盟和夥伴關係與不涉及美國的聯盟和夥伴關係之間存在顯著差異,包括美國在內的聯盟優先考慮輔助導航或後量子密碼學的量子技術,而包括歐盟和金磚國家在內的其他聯盟則積極致力於擴大量子通訊網路。
另外,2024年1月,北約發布第一個量子戰略摘要,目的為在讓聯盟做好量子準備,該摘要提及量子科技在軍事領域的應用,例如用於破解加密的量子計算;就量子雷達而言,有可能將雷達範圍擴大40%以上,使其特別擅長偵測隱形飛機和潛水艇,成員國應特別關注這些敏感領域的實驗研究,以防止技術過早洩漏,同時應降低與中國軍方相關機構的研究合作。
德國為歐盟中最積極投入量子科技者
在歐盟,德國直到最近一直是量子技術公共投資的主要推動者,貢獻歐盟整體金額的46%,法國緊隨其後,占26.3%,事實證明這項投資使德國成為歐盟領導者。 值得注意的是,德國開設量子技術碩士課程的大學在50個國家中排名第二,而且在歐洲量子科技新創公司中也名列前茅。
在商業應用部分,德國在量子感測器和量子技術雷射方面表現出色,博世(Bosch)等業者與空中巴士公司合作開發量子磁性感測器,挖掘在航太、汽車產業的應用,而總部位於慕尼黑的TOPTICA Photonics及其子公司TOPTICA Eagleyard是生產用於量子技術的高品質雷射的先驅,為美國量子產業提供關鍵技術組件;總部位於雷根斯堡的歐司朗光電半導體透過策略收購美國公司Vixar來強化產競爭力。
當然,德國也非全無弱點,除了預算投入不如美中外,德國也必須使量子供應鏈基本上獨立於中國,雖然目前關鍵零件主要來自歐洲、美國、日本和其他亞洲國家,但容易遭受地主國業者分食產能;加上光學或電子產品等大量生產的產品卻來自中國,即便光學或電子產品因較為成熟,能夠移轉至其他地區投產,但短時間內要移轉也非易事。另外,德國業者也在關注美國對中國量子科技的限制措施,避免在未來踩到法規紅線,影響市場拓展能力。
荷蘭和義大利正積極追趕美中
位於代爾夫特的荷蘭量子研究所QuTech的研究人員宣布計畫建造歐洲第一台100量子位元(qubit)量子電腦。該設備將於2026年完工後向公眾開放,為科學家提供量子計算和模擬的工具。
QuTech由代爾夫特理工大學(TUD)和荷蘭應用科學研究組織(TNO)於2015年成立,它孵化了許多衍生公司,其中晶片由QuantWare開發,低溫佈線由Delft Circuits開發,控制軟體由Qblox開發,軟體由Orange Quantum Systems開發;QuTech擁有來自10個國家的28個合作夥伴。作為為期10年、耗資10億歐元的歐洲量子旗艦計畫的一部分,OpenSuperQPlus目的為建造100量子位元超導量子處理器,作為最終1000量子位元歐洲量子電腦的墊腳石。
義大利深科技新創公司Rotium已籌集100萬歐元種子投資,以推進其在量子電腦領域的工業研究,公司在建立量子光子處理器方面又邁出了一步,本輪融資由CDP創投旗下技術轉移基金與Obloo Ventures共同建立的國家航空航天技術轉移中心Galaxia全額投資。
Rotium主要特色為在透過新型創新的單光子qdit實現量子運算的去中心化,使量子電腦的所有元件都可以在室溫下運作;使量子電腦能夠在各種條件下運作:地面、天空和太空,這項種子投資能使Rotium能夠在成功建立第一顆矽光子晶片的基礎上加速矽光子組件的開發。這些組件將用於驗證這種新架構的性能,透過這筆投資,該新創公司將能夠加快所有主要量子組件的整合測試並擴大其團隊,Rotium目標是成為邊緣量子運算的領導者。
歐洲量子科技未來將大有可為
從國家端觀察,德國、英國、法國和荷蘭等歐洲國家正在對量子研究、基礎設施和人才開發進行大量投資,以促進創新並保持在全球量子運算競賽中的競爭力,歐洲量子通訊基礎設施(EuroQCI)和歐洲量子技術旗艦計畫等政府支持的計畫正在推動利益相關者之間的協作與協調,以加速量子技術的開發和商業化。
從市場面來看,根據Fortune Business Insights指出,歐洲在全球量子運算市場中呈現健康的成長速度,僅次於亞太地區和北美,市場規模預計在將從2022年的7.1億美元成長到2030年的65.2億美元,年複合成長率為31.3%。未來可以關注的是新創公司、研究機構和產業參與者不斷發展的生態系統,推動量子運算領域的創新和商業化。
事實上,歐洲擁有較為完整的量子生態系統,其中包括新創公司、學術研究的衍生企業以及探索各行業量子計算應用的傳統業者,以及美國的業者也加入該領域中,新創公司、學術界和企業合作夥伴之間的合作正在推動創業、知識交流和技術轉讓,並開發量子硬體、軟體和應用程式,以解決密碼學、最佳化、藥物發現和金融建模等不同應用潛力,推動歐洲量子運算市場的創新和成長。
<本文作者:Howie Su現為產業分析師>