位於中央研究院的研究人員最近開發出一款 20 量子位的超導量子電腦，標誌著台灣在大型量子晶片製造方面的進一步發展。該系統的設計、製造和整合均在院內完成，並已向國內研究人員開放，用於量子模擬和測試。這一里程碑事件隨著中央研究院於 2023 年首次發布台灣自製的 5 量子位超導量子電腦而來。自那時以來，團隊擴展了硬件、製造流程和系統整合，以支持更複雜的量子操作，同時保持量子位的穩定性。
量子電腦被視為未來高效能計算的基礎技術，應用範圍包括材料發現和藥物開發。隨著各國競相提升量子能力，製造更大且可靠的量子晶片已成為一個關鍵的區別因素。中央研究院表示，新的 20 量子位系統展示了台灣能夠超越小型原型，這一平台將供學術機構使用，並預期支持硬件與軟件整合及量子算法開發的工業測試。
量子電腦在量子模擬、材料發現和藥物開發方面潛力巨大，並可與超級電腦集成以實現高效能的混合計算。中央研究院的傑出研究員陳啟東指出，構建實用的量子電腦需要高質量的量子位和更高的量子位數量。這款 20 量子位系統擴展了計算變數空間，顯示團隊已實現穩定的多量子位製造和耦合。為達到這一階段，中央研究院將半導體製造專業知識應用於量子晶片的生產。團隊之前已在 8 吋晶圓上展示了超導量子位的製造，並建立了台灣首個量子晶片的製造與測試平台。
隨著量子位數量的增加，研究人員解決了與製造均勻性、耦合精度和干擾相關的挑戰。例如，激光修整技術被引入以微調量子位的頻率，而晶片堆疊方法則得到改善，以減少串擾並提高讀取效率。
其中一項最顯著的進展是量子位相干時間的增加。團隊將相干時間從早期 5 量子位系統的 15-30 微秒延長至新平台的 530 微秒，這使得量子狀態在更長的計算過程中能保持穩定。中央研究院的助理研究員柯仲廷表示，超導量子位對電磁干擾高度敏感，甚至超出微波控制信號的噪音都可能影響性能。相干時間的改善反映了在製造、包裝和系統級噪音控制方面的更嚴格把控。研究人員認為，這一性能水平為構建具有更多量子位和更長計算時間的高效能量子電腦奠定了基礎。
為了促進合作，中央研究院將於 2 月 4 日至 6 日在其南校區舉辦超導量子計算研討會，參加者將能夠現場測試 20 量子位系統，這突顯了台灣在量子研究和應用開發方面越來越重要的角色。
