如何打造一台量子電腦

陳啟東(個人網頁)

利用量子疊加和糾纏現象，量子電腦可以處理一些即使當今最強大的傳統古典電腦也難以完成的複雜問題。量子電腦硬體最少會包含三項架構： （1）可擴充的量子位元晶片，每個位元皆可以連續進行多次高速精準的量子邏輯閘運作。 （2）微波儀器及高速電子電路。 （3）傳統電腦及作業系統以執行量子計算程式。傳統計算機核心將透過高速電子電路控制並讀取量子晶片的位元資訊，而量子晶片將結合多核計算機成為具功能性的量子電腦。 構建這樣一個量子系統需要物理學、材料科學、半導體製程、微波電路及計算機科學等不同領域的科學家與工程師密切的合作。在這裡我們會以技術相對成熟的超導量子位元為例，解釋一台量子電腦的結構。超導量子晶片使用的是半導體後段製程及3D封裝技術，再加上外圍高速電路與高階電腦等次系統皆是台灣在資通訊產業的強項，相信超導量子電腦是我們踏足這一領域最佳的切入點。