每日椽真：全球量子角力台灣不缺席 | 「備胎2.0計畫」任正非透口風
- 陳奭璁
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早安。
蘋果（Apple）最新推出入門款iPhone 16e，主要亮點除升級A18處理器晶片以支援Apple Intelligence功能外，這也是首款搭載蘋果自研數據機晶片C1的iPhone產品，成為蘋果降低對高通（Qualcomm）晶片依賴的關鍵突破。
微軟（Microsoft）發表首款量子晶片（QPU）Majorana 1，使用的是新型材料，能夠保持小體積、穩定並且可控制。前台積電研發處長林茂雄表示，如果是真的，量子電腦的美夢會提前成真。
他也提到，他的大學好友郭瑞年博士是拓樸材料的頂尖學者，她提出看法說，IBM、Google、微軟等於過去10年間都全力發展拓樸材料製造qubits， 如今應該是相當接近了，這是非常有趣而挑戰的領域。本文文末編輯手記將有進一步解說。
以下是今日5則科技供應鏈重點新聞摘要：
雖然iPhone 16e不會拒絕任何買家，但蘋果在新聞稿非常清楚表明立場，即iPhone 16e是為那些在2019、2020年購買iPhone 11/12的消費者準備的。
蘋果新聞稿稱，iPhone 16e擁有6.1吋iPhone史上最長電池續航力，比iPhone 11電池續航力最長多出達6小時、比所有世代的iPhone SE電池續航力多出達12小時。
台灣向芬蘭採購的IQM Spark量子電腦即將交付給科研單位使用，而中研院量子電子元件實驗室也已完成自製的量子電腦。外界好奇台灣半導體研究中心（TSRI）是否也有使用中研院量子電腦量測Cryo CMOS晶片？
該中心表示，中研院是以量子電腦和量子計算的研究為主，和TSRI與工研院合作投入開發產業化次系統的目標不同，台灣的量子電腦策略是科研與產業兩路並進。
俄烏戰爭是否有望落幕還是未知數，但從產業角度來說，不管結果如何，各國似乎也更加確立要透過軍民通用技術的建立以快速強化國防自主的決心。
但業界也透露心聲，防衛自主的決心固然是考量，但同時也要兼顧市場，希望未來軍民通用技術不單單只限於內需，重點應在於如何建構產業韌性，以做好戰時與平時的快速轉換。
近期參加中國官方民營企業家座談會的華為創辦人任正非，一番華為啟動「備胎計畫2.0」的發言再度引發關注，尤其正當中美科技戰白熱化背景下，華為高層與團隊所展現韌性與持續高調，更引人矚目。
當然，任正非座談會上的談話內容，華為官方尚未披露與證實，但從相關內容遭網路上部分刪除的跡象，恐怕此言「空穴不來風」有一定真實性。
2024年10月下旬，韓媒每日經濟新聞引述消息人士透露，時任英特爾（Intel）執行長Pat Gelsinger尋求與三星電子（Samsung Electronics）會長李在鎔面對面洽商，討論兩廠建立「晶圓代工聯盟」，從晶圓廠製造設施、研發與製程技術等資源共享全面合作的消息，恐怕十之八九有其真實性。
若以事後諸葛的角度，無疑反映出英特爾前任執行長Gelsinger當時請見三星李在鎔之際，恐怕已接獲來自董事會的「最後通牒」。儘管當時也有外媒撰文討論，以三星、英特爾締結「光榮聯盟」（Glorious Alliance），共拒晶圓代工巨擘台積電的壯舉。
編輯手記：微軟如何解釋topoconductor（拓撲超導體）？
Topoconductor 的定義與特性
Topoconductor 是一種突破性的材料，能夠觀察和控制馬約拉納粒子（Majorana particles），以產生更可靠且可擴展的量子位元（qubits），是量子電腦的基本組成部分。Topoconductor 是一種特殊的材料，可以創造一種全新的物質狀態，不是固體、液體或氣體，而是拓撲狀態。這種拓撲狀態被用來產生更穩定的量子位元，這種量子位元快速、小巧且可以進行數位控制，而沒有當前替代方案所需的權衡。
Topoconductor 的重要性
正如半導體的發明使今天的智慧型手機、電腦和電子產品成為可能一樣，Topoconductor 及其所支援的新型晶片為開發可以擴展到一百萬個量子位元的量子系統提供了一條途徑，並且能夠解決最複雜的工業和社會問題。所有目前運作的電腦加在一起都無法做到一百萬個量子位元的量子電腦將能夠做到的事情。
微軟在 Topoconductor 上的突破
微軟已經展示了世界上第一個 topoconductor。這一革命性的材料使微軟能夠創造拓撲超導性，這是一種以前只存在於理論中的新物質狀態。這項進展源於微軟在閘極定義裝置的設計和製造方面的創新，這些裝置結合了砷化銦（一種半導體）和鋁（一種超導體）。當冷卻到接近絕對零度並用磁場調整時，這些裝置會形成拓撲超導奈米線，在奈米線的末端具有馬約拉納零模（Majorana Zero Modes，MZMs）。
Topoconductor 如何實現量子計算
微軟的 topoconductor 採用了獨特的技術來實現量子計算，其核心在於利用馬約拉納零模（MZMs）。
MZMs 是構成微軟量子位元的基本單元，它們利用「parity」（意指導線中電子數量的奇偶性）來儲存量子資訊。在傳統超導體中，電子會結合成庫柏對（Cooper pairs）無阻力地移動，而任何未成對的電子都需要額外能量才能出現，從而容易被檢測到。
與此不同的是，topoconductor 中的一個未成對電子會在兩個 MZM 之間共享，這使得該電子對外部環境呈現隱蔽狀態，有效保護了儲存在其中的量子資訊。
然而，這種隱蔽性同時也帶來了測量上的挑戰。既然量子資訊被「隱藏」得如此之深，如何精確地讀取它就成了一大難題。例如，要區分導線中電子數量微小的變化（如 1,000,000,000 與 1,000,000,001 之間的差異），技術上非常具有挑戰性。
為了解決這一問題，微軟採用了創新的測量解決方案。他們使用數位開關將奈米線的兩端耦合到量子點上，這種量子點作為一種能夠儲存電荷的微型半導體裝置，其保持電荷的能力會因奈米線的宇稱而發生變化。
微軟利用微波技術測量這種變化，因為量子點的電荷保持能力決定了反射微波的特性，從而在返回的微波信號中留下了奈米線量子狀態的印記。設備的設計確保了這些變化足夠明顯，使得一次測量就能夠可靠地讀取到所需的資訊。
這種依靠測量進行計算的方法，開創了一種全新的量子計算模式。傳統的量子計算需要透過精確的角度旋轉來控制量子態，並依賴於針對每個量子位元量身訂做的複雜類比控制信號。
而微軟的測量方法不僅大大簡化了量子錯誤校正（QEC）的流程，更實現了完全依賴數位脈衝來進行錯誤校正。這些數位脈衝負責控制量子點與奈米線之間的連接與斷開，使得在大規模量子計算應用中管理眾多量子位元成為可能。
微軟的 Majorana 1 晶片
Microsoft 推出了 Majorana 1，這是世界上第一個由新的拓撲核心架構驅動的量子晶片，它期望在幾年而不是幾十年內實現能夠解決有意義的工業規模問題的量子電腦。Majorana 1 晶片包含量子位元以及周圍的控制電子元件，可以握在手掌中，並且可以整齊地放入可以輕鬆部署在 Azure 資料中心內的量子電腦中。
Topoconductor 的未來應用
由於量子電腦可以使用量子力學以驚人的精確度在數學上繪製自然行為的方式（從化學反應到分子相互作用和酶能量），因此百萬量子位元的機器應該能夠解決化學、材料科學和其他行業中的某些類型的問題，而這些問題是當今的傳統電腦無法準確計算的。
例如，它們可以幫助解決材料為何會遭受腐蝕或裂縫的困難化學問題。這可能會產生自我修復材料，可以修復橋樑或飛機部件、破碎的手機螢幕或刮傷的汽車車門中的裂縫。
Topoconductor 的發展代表了量子計算領域的一個重大突破，它為構建可擴展且穩定的量子電腦提供了一條新的途徑，有望在科學研究和工業應用中帶來革命性的變革。
責任編輯：陳奭璁
