「假如有一天，每一個人的口袋都有一個量子電腦，我想TSMC（台積電）一定不會缺席。」台積電董事長劉德音在9月的國際半導體展中表示。
量子電腦是什麼，為何台積電現在要提它？
9月18日，IBM宣布將在10月推出具有53量子位元（qubit）的量子電腦，提供外部商用；英國《金融時報》接著爆料，Google的量子電腦已達到「量子霸權（Quantum Supremacy）」，意思是，它的運算能力已經超越現今地球上算力最強的超級電腦。
改寫人類科技史的時刻，要來到了嗎？
我們先理解量子電腦有多霸。從一般常用的筆電、到世界上運算最快的IBM超級電腦，皆以傳統運算的基本位元（bit）組成，每一個位元可以是0或1；但，量子電腦的基本單位是量子位元，它的物理特性可以讓0和1同時存在。也就是說，一個量子位元能一次帶出無窮多的0與1的組合狀態，加入越多的量子位元，電腦的算力就會以指數型成長。
以迷宮來比喻，有一隻老鼠，每走一段路就會碰到一個岔路，走了三次岔路後，會有八個出口，在其中一個出口放一塊起司蛋糕，老鼠唯一能吃到蛋糕的方式，就是一條一條路去試，這是目前電腦的運作方式；當老鼠好不容易吃到了蛋糕，此時突然有一隻貓從入口進來，牠每走到岔路就分身，同步在每一條路搜尋所有可能，很快就抓到老鼠，這，就是量子電腦。
可模擬製藥、破解密碼
連交通分析都能輕易做到
Google那台傳出達到量子霸權的「貓」，據稱能用200秒的時間，解決一個傳統電腦必須花上1萬年才能運算完的問題。量子軟體新創公司Riverlane創辦人布萊爾利（Steve Brierley）告訴英國《金融時報》，「史上首次有人展示量子電腦表現得比傳統電腦更好。」
量子電腦又有什麼厲害之處？它可以用於模擬，例如模擬化學元素結合的形式，加速製藥時間；可以用在解密，短時間破解傳統電腦可能花上千萬年才能解出來的密碼。
「最困難的問題就是大數據的問題，超級電腦是算不出來的，」台灣大學IBM量子電腦中心主任張慶瑞說，像北京、東京等大城市的交通分析，量子電腦可輕易辦到；更別說是用它來計算最佳化投資組合。
目前，美、中兩國都把它當作國家發展戰略。《華盛頓郵報》指出，去年中國在量子科技申請的專利，幾乎是美國的兩倍；麥肯錫統計，2015年全球量子研究總投入約新台幣580億元，美國占其中約139億元，中國占85億元。台灣的科技部則到去年才宣布，每年投入7000萬元。
但它仍有許多技術層面要克服。比如，現階段量子電腦裡的粒子，必須在接近絕對零度（攝氏零下273.15度）的環境下才能控制、運作，故尚難普及。
在半導體產業超過四十年的聯電前董事長胡國強直言，量子電腦短期內不會有代工商機，等到有一天，量子位元能夠在室溫下運作，它才有機會進入家庭、人手一機。
他說，外界有一個迷思：台灣半導體技術領先全球，因此量子電腦也能趕上。「（但）IBM、Google的量子電腦晶片都不是在台灣生產的，在美國川普總統積極想把生產帶回美國的氛圍下，值得台灣業者及早未雨綢繆、尋找對策。」
半導體強，不等於量子強
台灣應盡速投入硬體開發
胡國強指出，量子電腦並不是傳統電腦的升級版，因此，當它的時代來臨，最立即的衝擊會是對如廣達、鴻海等提供雲端運算服務的公司。當未來IBM、Google的雲端資料中心同時有兩種電腦，傳統電腦無法計算的問題，就直接丟給量子電腦運算，若台灣沒有量子電腦，「那（台灣公司）拿到的商機不就少了嗎？」
此外，像台積電仍照摩爾定律（每18個月，製程技術的進步讓每電晶體所占平面面積縮小一半），從7奈米、5奈米、3奈米製程繼續往下走，但業界近年熱中討論，摩爾定律走到底時，台積電怎麼辦？
「你只有三個方向走，」張慶瑞指出，一是換新材料，二是找新應用，三是找新物理。量子電腦就是一種新物理的可能，「機會和衝擊都有，」胡國強坦言，「當摩爾定律走不動，計算能力不能提升的時候，人們就會求助於量子電腦，這時候就會衝擊半導體產業。」
但茂德科技獨立董事、台灣大學物理系訪問學者林育中認為，在做量子位元運算時，還是需要很多周邊的傳統半導體線路，「這個台灣的優勢恐怕就比較不容易被取代。」
胡國強提醒，量子產業的潛力會是另一個半導體產業，未來會水平分工化，台灣應盡快發展量子技術的基本研究、培植相關工程師，以自製量子電腦的硬體為目標。不跟上，「就只能做為使用者了。」
延伸閱讀：
