關於台日半導體的合作，《日本經濟新聞》中文網撰文報導，指出兩單位在2018年起即展開合作，日方提供擅長的材料開發知識，和堆疊異種材料等技術，而臺方則是提供試製技術，以及異質材料堆疊電晶體的設計等協助。

報導指出，與過去的電晶體相比，新的結構的電晶體性能高、面積小，有助製造2奈米以下線寬的新一代半導體；此次開發的新型電晶體，預計應用在2024年以後的先進半導體。

日本產業技術總合研究所表示，這項技術是全球獨步的，目前規劃在未來3年內，向民間企業轉讓技術，實現商用化。

報導也指出，台灣與日本的半導體合作往來不僅於此，台灣的晶圓代工龍頭台積電也在日本進行先進製程的布局，台積電日前公告赴日本投資定案，將在日本投資設立100%持股子公司，實收資本額不超過186億日圓，約1.86億美元，擴展三維晶片（3DIC）材料研究，預計今年完成。

而關於台積電的製程突破進度，3奈米預計在今年試產，預計2022年下半年量產；台積電規劃3奈米採用鰭式場效電晶體（FinFET）架構，而2奈米之後轉向環繞閘極（GAA）架構。

台灣半導體研究中心主任葉文冠表示，這次與日本產業技術總合研究所的合作，除提升中心的研發能量，貼近產業界脈動，展現研發腳步與業界接近，同時訓練半導體高階人才。

葉文冠說，台灣半導體研究中心展開跨國合作已長達6年到7年，除日本產業技術總合研究所，中心還與比利時微電子研究中心（IMEC）在5G及物聯網相關光通訊領域合作，與法國原子能署電子暨資訊技術實驗室合作三維（3D）堆疊。

台灣半導體研究中心並與多倫多大學合作車用設計研發，葉文冠說，中心還與日本及澳洲研究單位接觸近1年，將共同投入前瞻的量子電腦相關研發，為產業未來發展預作準備。

葉文冠表示，中心與國內產業界也有多項合作計畫，與半導體廠在材料、車用高壓半導體及新記憶體等領域合作。

在美國，除了自黎明期開始展開研究的麻省理工學院（MIT）之外，近年來加利福尼亞大學和馬里蘭大學等獲得鉅額的研究經費。加利福尼亞大學擁有借助與美國谷歌的共同研究、於2019年首次驗證顯示出超高速計算性能的「量子霸權」的John Martinis教授。該大學獲得的研究經費達到1億3900萬美元，在按研究機構來看的世界排行榜中位列第2位。馬里蘭大學獲得的研究經費為8600萬美元，在上述排行榜中居第6位。

按國別來看，英國為8億3000萬美元，投入了僅次於美國的大量研究經費。該國較早制定了量子計算機的研究計劃，選擇主要大學展開重點投資。以在各研究機構的排行榜中居第1位的牛津大學（獲得的研究經費達到2億7900萬美元）為代表，倫敦大學學院（9700萬美元）排在第5位，約克大學（7400萬美元）排在第7位，在前10個機構中，英國的大學佔據5個席位。

迎頭直追美英的是中國。在中國，以被稱為「量子科技之父」的潘建偉教授所屬的中國科學技術大學（中科大）為核心基地，阿里巴巴等大型IT企業參加了共同研究。中科大獲得的研究經費達到1億300萬美元，躋身全球排行榜的第4位。

潘教授的團隊2020年宣佈繼谷歌之後實現了量子霸權。開發了採用光子的自主方式的量子計算機「九章」。據稱，對於最尖端的超級計算被認為需要6億年才能解答的問題，「九章」僅以200秒成功解答。

中國科技水平以驚人的速度提高，這也讓現在掌握主導權的美國的警惕感加強。與以往力爭建設高速信息通信網和振興奈米技術的時期一樣，美國2018年在以量子計算機為核心的量子信息科學領域敲定了國家戰略，實施了在5年裡最多投入13億美元的美國《國家量子倡議法案》。希望以此守住優勢。

一方面，中國也將量子信息科學列入「國家重點研發計劃」，計劃投入與美國相同水平的研究經費。圍繞量子計算機的中美主導權之爭今後或將日趨激烈。

從其他各國的研究投資來看，澳大利亞為3億美元，排在第4位，第5位是投入2億3000萬美元的日本。澳大利亞擁有很多與美英各大學具有人脈關係的研究者，新南威爾士大學和昆士蘭大學等的量子計算機研究活躍。新南威爾士大學獲得的研究經費達到1億3700萬美元，躋身世界排行的第3位。

日本方面，NEC於1999年取得在世界上首次生成利用超導元件的量子位的成果，為這個領域的研究進展作出貢獻。但是，之後未能取得較大成果，大學的研究規模也較小。Astamuse通過調查2009～2020年獲得日本政府的研究經費（科學研究經費補貼）的機構後發現，獲得金額最多的是東京大學，為10億6000萬日圓，其次是名古屋大學（9億6000萬日圓）和理化學研究所（8億4000萬日圓）。

日本2020年制定了「量子技術創新戰略」，為了避免落後於世界潮流，終於啟動了提出中長期目標的日本國家項目。將圍繞量子計算機、量子加密通信、量子傳感和量子材料這4個領域在主要研究機構設置基地，展開重點投資。日本政府將2020年度的相關預算定為約340億日圓，增至2019年度的2倍，但與中美相比仍顯得遜色。日本今後能否與世界並肩推進研究？相關戰略將成為關鍵。

如果按申請者的所在國觀察量子計算機相關專利的申請件數（對象期間為2001～2018年），美國達到1852件，數量最多，與排在第2位的中國（1354件）一起明顯超過其他國家。日本（590件）居第3位，加拿大（451件）居第4位，韓國（151件）居第5位。

從專利申請較多的機構來看，加拿大的初創企業D-Wave Systems以298件高居首位。其次是IBM（290件）和谷歌（190件）等美國企業。

D-Wave Systems作為2011年率先推出量子計算機的企業而聲名大振。該公司採用了東京工業大學的特聘教授西森秀稔等人1998年開發的名為「量子退火(Quantum annealing)」的方式。從提出方案開始，「量子門方式（Quantum gate）」就被認為在理論上具有萬能性，但存在難以提高量子位的集成度的課題。退火方式用於尋找最佳組合的計算等，用途有限，但具有容易提高集成度的優點。D-Wave於2020年上市的最新機型「advantage」具備超過5000個量子位，發展到現在量子門方式的約100倍的規模。

在日本企業中，除了居第6位的NTT（89件）之外，東芝（76件）和NEC（61件）躋身前十。NEC還向 D-Wave出資，力爭掌握量子計算機和傳統超級計算機相結合的「混合技術」。

量子計算機將對未來的産業和經濟變革産生影響，蘊藏著影響國力的力量。主要國家均將其定位為重要戰略，對於人才的培育和應用開拓等領域，或將持續展開積極投資。

日本經濟新聞（中文版：日經中文網）永田好生

本文轉載自日經中文網

量子計算機擅長進行質因數分解。如果未來性能不斷提高的話，有可能會在幾個小時內破解現有密碼。有人預測，量子計算機最早將於2030年前後投入使用，因此需要開發新一代加密技術。美國國家標準技術研究院（NIST）出於對網路安全的擔憂，提出了2031年以後不能直接使用現有加密技術的警告。

美國國家標準技術研究院在2016年向世界各地的研究人員公開徵集新加密技術。最初的候選技術接近50項，該研究院花費3年多的時間，基於安全性和易用性進行了討論，並於2020年7月精選出4項技術。這些候選技術均需要解決複雜的數學問題，量子計算機也無法破解。預計最後會從中選出1～2項候選技術。

提供最終候選技術方案的4個小組，分別來自美國高通、美國英特爾、瑞士的IBM蘇黎世研究院等，各國企業及大學的研究人員名列其中。幾乎全都來自歐美，部分採用了日本NTT的技術。在第一輪評選中，東芝、日本情報通信研究機構及KDDI綜合研究所的3個提案入選，但在第二輪評選中全部落選。中國的提案也全部落選。

美國國家標準技術研究院在網上公佈了最終候選技術的詳細信息，讓全球的研究人員破解和尋找漏洞。如果沒有問題，就算是獲得認證，將成為國際標準的依據。

日本應該會引進美國國家標準技術研究院確定的技術。預定2023年對政府採購時推薦的加密技術清單進行修訂。歐洲也很可能追隨美國。

美國擁有以GAFA為首的全球領先的互聯網企業。新一代的加密技術確定後，世界各國也很可能使用同樣的加密技術。

而中國在國際標準上瞄準的是需要專用通信網的「量子密碼通信」技術。第三方竊聽必定會留下痕跡，能夠始終確保安全，避免數據洩露。在政府機構及金融等信息機密性高的領域存在需求。

中國在截止到2020年的「十三五」國家科技創新規劃中，將量子計算機和量子密碼通信列為重大項目。已在北京和上海之間構建了約2000公里的量子通信網路。

作為制定通信等國際標準的國際機構，國際電信聯盟（ITU）正在推進量子密碼通信的標準化工作。2019年確定了主體框架，現在正在確定詳細內容。基於中日韓提案的技術有可能成為標準。參與相關工作的東芝核心研究人員谷澤佳道指出，「中國有具體網路實證的積累和經驗，影響力很大」。

國際標準化組織（ISO）已于2019年開始根據中國的提案制定量子密碼通信安全性的相關國際基準，預計2022年1月確定。

印度調查公司The Insight Partners的統計數據顯示，量子加密通信市場每年增長39％，到2027年將達到約20億美元。比起市場性，中國似乎更看重機密信息管理等安全保障方面的效果。

日本經濟新聞（中文版：日經中文網）大越優樹

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科技部吳政忠部長表示，將以國家層級角度出發，跨部會共同規畫下階段大型量子科技計畫。藉由跨部會合作，共同發展量子元件製程，研發面向將聚焦於「量子元件」、「量子電腦」、「量子演算法」及「量子通訊」等之技術項目或跨項目整合發展，打造最適合台灣發展的路線。

科技部將整合產學研發能量，投入資源於未來量子新世代，目前規劃重點有：

一、整合研發能量，組成跨領域國家隊，開發量子電腦與量子通訊硬體關鍵技術。

二、設置包含量子理論與軟體技術之共同研發平台，開發量子運算與量子密碼在資安、金融、產業乃至於國防之應用技術。

三、跨學研單位合作，包含中央研究院、大專院校及產業攜手合作，建設尖端量子技術核心設施，作為國家級量子研究基地。

四、結合產業強項，研發量子科技關鍵零組件以及模組開發，建置數位退火系統，提供產業升級動力。

五、建立產業交流合作平台，促進學研產業資訊交流，橋接產官學合作。

六、厚植我國量子世代軟硬體技術研發人才，因應台灣量子世代所帶來的變革。

七、推廣量子科普教育，讓台灣社會大眾能對量子科技有所認識，並鼓勵更多的年輕學子投入量子科技研究。

科技部次長林敏聰表示，量子科學等基礎研究往往需深耕多年，短期內未必能夠立即獲利，但卻是國家技術與產業能否持續升級的關鍵。以量子科技為例，唯有將其中的關鍵技術確實掌握在自己手中，台灣在全球量子科技競爭中才能佔有一席之地，並生生不息地引領科技創新。