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112年度中央政府總預算案整體評估報告

九四、近年各國已投入大量資源研發量子科技,相對我國量子國家隊甫成軍,允宜善用國內現有優勢,妥為研謀並加速進行,以提升量子技術競爭力 日期:111年9月 報告名稱:112年度中央政府總預算案整體評估報告 目錄大綱:伍、歲出部分 資料類別:預算案評估 作者:預算中心

量子電腦具強大運算速度,全球科學界和產業界競相投入大量資源,在知識經濟及全球化競爭時代,運算能力即為國家與企業之競爭力,爰量子電腦在近年被各國視為重點發展技術。112年度中央政府總預算案各部會編列量子科技計畫相關經費11億5,097萬9千元(詳表1)推動量子科技發展,經查:

表1 106至112年度各部會投入量子科技相關計畫預決算統計表

單位:新臺幣千元

年度

公務預算

基金預算

合計

預算數

決算數

預算數

決算數

預算數

決算數

106

11,434

11,265

-

-

11,434

11,265

107

7,189

7,046

64,304

62,800

71,493

69,846

108

7,000

6,835

105,347

102,247

112,347

109,082

109

88,301

79,013

114,313

113,808

202,614

192,821

110

83,685

62,752

104,243

95,677

187,928

158,429

111

165,850

62,186

810,480

4,249

976,330

66,435

112

330,979

-

820,000

-

1,150,979

-

說 明:1.本表未含前瞻基礎建設計畫特別預算,其中110至112年度國科會編列4億5,000萬元。

2.111年度決算數為迄7月底止執行數。

資料來源:國科會、經濟部及中研院提供。

(一)近年各國投入量子科技概況

傳統電腦之運算步驟被位元數限制,而量子電腦主要核心精神係運用量子位元之間量子疊加及量子糾纏等獨特原理,創造出多種組合之量子狀態,突破經典計算中非0即1之限制,量子電腦耗時3分鐘完成之計算,以目前全球最先進之超級電腦約需1萬年,觀過去10年各國投入量子研究之經費,其中美國10.6億美元、英國8.3億美元、中國6.3億美元,顯示各國均意識到量子技術之重要性,而投入大量研發經費,以確保國家量子競爭力。另依財團法人國家實驗研究院之科技產業資訊室網站調查資料,主要16個國家已將量子科技列為國家發展戰略計畫,預計投入合計逾200億美元(詳表2),其中不少國家將自主開發量子電腦,並以量子結合太空通信網路訂為關鍵績效指標。

表2 近年各國量子科技相關計畫預計投入資源一覽表

國家

投入資源說明

中國

中國製造2025國家政策包含量子技術及其他高科技產業之研發計畫,將投入共約100億美元

德國

2018年制定國家量子策略,提供24億美元支援量子技術研究

法國

國家量子技術策略,承諾在該領域投入約18億美元

英國

2013年成立國家量子技術計畫,投入10億英鎊(約13.8億美元),第1階段(2014-2019年)約5.4億美元,第2階段預計投入4.73億美元

美國

2018年設立國家量子倡議,取得12.75億美元資金,於白宮科技政策辦公室下成立國家量子協調辦公室,將在產業、學術及政府間培育生態系統與發展供應鏈

印度

2020年成立國家量子技術與應用任務,預計5年內投入10億美元,專注於運算、通信、感測和材料科學之研究

加拿大

2016年制定國家量子策略計畫約10億美元

荷蘭

2019年提出Quantum Delta NL計畫,預計7年內投入7.4億美元,致力於未來10年成為量子創新之主要參與者

俄羅斯

2019年提出量子技術路線圖,預計5年投入6.63億美元

日本

2020年制定量子技術創新策略,預計投入約4.7億美元,在生物技術和人工智慧等領域建立了4個技術部門與3個綜合創新部門

以色列

2019年提出國家量子科技計畫,期在工業和國防領域之量子技術應用方面與世界領先國家相競爭。預計6年內投入約3.77億美元,其中5,800萬美元將用於建立研究實驗室,打造國家量子運算硬體基礎設施,並建立先進之研發中心

臺灣

2022年啟動跨部會規劃國家隊計畫,預計5年投入80億元(約2.8億美元)

歐盟

2018年設立歐洲量子技術旗艦計畫,預計投入約1.81億美元

新加坡

2018年提出量子工程計畫,資助研究及建立量子生態系統之國家倡議,預計2018至2025年間投入1.09億美元

澳洲

澳洲雖尚未訂定國家量子策略,惟於量子領域有多個研發計畫,澳洲研究委員會卓越研究中心將在2017年至2024年間提供約9,400萬美元資金,另該國國防部之下世代科技基金徵集量子技術相關提案約450萬美元

南韓

2019年提出量子運算技術開發計畫,預計5年投入445億韓元(約4,000萬美元)

資料來源:財團法人國家實驗研究院-科技政策研究與資訊中心-科技產業資訊室網站,本中心整理。

(二)英國近期購入量子電腦,探索量子科技在國防領域之應用,我國允宜積極規劃量子科技於國家發展之策略,以因應未來量子世代之變革

量子電腦可快速進行極其複雜之運算,並可處理與解決目前電腦無法解決之問題,而英國受到俄烏戰爭影響,該國國防部購買量子電腦,期能協助其制定防禦性作戰計劃,成為第1個購買量子電腦之英國政府部門,該國國防部表示將與英國量子電腦開發商共同合作,探索量子科技在國防領域之應用,並找出將量子電腦納入國防日常工作之方法。顯示量子運算技術之創新潛力,不僅影響藥物研發及交通運輸等生活方面之相關應用,未來更將影響工業與國防等領域,我國允宜積極規劃量子科技於國家發展之策略,以降低未來量子世代之威脅。

(三)為因應未來全球量子科技變革,國科會科技辦公室、國科會、中研院與經濟部共同規劃大型量子科技計畫

依科技部(現國科會,以下同)110年12月2日行政院第3780次院會報告案「新世代量子布局」新聞稿指出,面對即將來臨之量子新世代,國科會、經濟部、中央研究院等將跨部會規劃國家隊計畫,預計未來5年投入80億元,以因應未來量子世代所帶來之變革,此資源投入相關研發規劃能讓臺灣在國際上繼半導體產業之後,持續在未來量子世代占有關鍵角色。雖經費不足以與其他國家相較,惟量子電腦之核心在於硬體,基礎則是量子位元晶片,而量子電腦所需技術與臺灣現有科技產業之強項符合(如晶片製程、周邊電子電路、封裝技術等);中研院亦已具備製作、控制及操作並讀取量子位元之技術,係臺灣發展量子科技之重要契機,以結合最具優勢之產業研發資源,共同發展量子元件製程。國家隊規劃工作任務包含建立量子技術尖端核心設施、開發量子電腦與量子通訊關鍵核心技術、研發前瞻硬體次技術、建置量子運算與量子密碼研發平台、產業交流合作平台、擴大團隊參與與厚植量子世代技術研發人才、科普推廣與基礎人才培育等(詳圖1),終極目標係藉由建構出臺灣自製可真實運算之量子電腦與自製資訊安全之量子通訊網路系統,研發量子科技關鍵核心技術,並期2030年於全球量子科技產業中占有一席之地。

圖1 跨部會規劃:邁向臺灣量子新世代

資料來源:國科會、經濟部及中研院110年12月2日「新世代量子布局」簡報資料。

(四)允宜參考各國布局,掌握量子科技動向,利用我國現有競爭優勢,加速國內量子技術研發量能,以符未來量子世代發展

111年2月24日跨部會、跨產業之「量子系統推動小組」啟動並舉行首次會議,期能在未來4年内達成既定目標。嗣於111年3月16日舉行跨部會聯合記者會宣布17個量子國家研發團隊正式啟航,其中包含72位跨領域與學研法人單位之專家學者及24家公司,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」等技術項目或跨項目整合發展。短期關鍵技術之後量子密碼學、量子演算法與啟發應用計算等研發,可快速提升臺灣資安防護之安全等級,並用於分析藥物開發、金融預測、交通運輸等生活事項;中期為架設出都會型規模網絡,達到絕對資安通訊之程度;長期將可掌握參數放大器及低溫電路等關鍵技術,各項成果將使臺灣之產業能在未來量子世代扮演舉足輕重之角色。鑑於各國業已投入大量資源進行量子科技研發與應用,允宜參考各國布局,利用我國競爭優勢,加速國內量子技術研發量能,以因應未來量子世代發展。

綜上,我國量子國家隊於111年3月成立,預計5年內投入80億元推動量子科技發展,鑑於各國已投入相關量子科技相關計畫多年,允宜參考各國布局,利用我國現有競爭優勢,加速國內量子技術研發量能,以因應未來量子世代發展,並以量子科技世代之資安、產業、金融與國防等多方面向考量,預為因應規劃相應策略。

(分機:8659 黃鈞毅)