中美兩強不僅在5G、AI等半導體、科技通訊領域爭奪霸權，更將量子電腦列為國家發展戰略。作為中國率先開展光量子晶片及光量子電腦商業化的公司，「圖靈量子」（TuringQ）的創始團隊，擁有頂尖的研發能力，並致力於光量子晶片、光量子電腦、光子電腦、人工智慧光子處理器及量子雲的研發與產業化，希望打造後摩爾時代的算力引擎與產業群。

鴻海研究院於12月12日舉辦的「NExT Forum」中，便邀請到圖靈量子創始人兼CEO、上海交通大學（SJTU）教授、綜合量子信息技術中心（IQIT）主任金賢敏於論壇中分享其團隊在光量子領域的研究成果。

金賢敏教授曾任牛津大學研究助理，2012年成為居里夫人學院及沃爾夫森學院研究員，並於2019年晉升為上海交通大學終身教授。他的興趣涵蓋廣泛，包括量子計算、量子通信和量子計量學，特別關注通過集成光學元件和量子記憶體來建構大規模量子系統的主題。

金賢敏的團隊正在研究光量子計算及與其對應的量子演算法，他認為，不同種類的量子電腦各有優缺點，而使用光子的量子電腦，在量子位元連接、規模大小、保真度和糾錯上都沒有明顯的缺點。與其他量子粒子相比，光子的產生、操縱和測量相對容易，並且可以在不與環境耦合的情況下進行長距離傳輸。金賢敏提到，光子量子計算能夠在室溫下運行，並以集成光子晶片來擴大規模。

實現量子加速的重要一步：光子晶片

金賢敏的團隊使用的光量子晶片，是採用飛秒激光（femtosecond laser）在玻璃直接寫入可供光子傳輸的波導（waveguid）方式製作。這個方法並非一步一步製造晶片，而是一次製成，因此參數是決定晶片性能的關鍵。四年來，團隊鎖定了所有參數，現在可以在最大的3D光子晶片上自由編程。團隊建構出一個具有3D結構，並進行2D量子實驗的大規模光子晶片，更設計出一個六邊形結構晶片。這種結構能夠非常高效的實現量子高速到達算法（quantum fast hitting）*，金賢敏說，這是實現量子加速重要的一步。

另外，相較Intel Pentium 4處理器，金賢敏的團隊也展示出可擴展光子晶片機器更為優秀的計算能力，以及光量子晶片在量子模擬的應用，例如碎型網路的量子穿隧效應**等難以用傳統電腦模擬的研究。

金賢敏團隊以開發光子電腦為目標，開發3D規模和超高速光子量子計算晶片。光子電腦將包括光子晶片的演算法與系統，目前3D光子晶片的重量還過重，預期下一代會大幅降低重量且提高精度與層數，往後也能提供給各領域的研究小組用於特定演算法及特定應用。另外，金賢敏也提及一些非常獨特的技術，如模塊化的光子濾波器（photonic filter modular），不儘可應用在量子計算，也能應用於材料科學、生物醫學成像，及航空工業等多種領域。

團隊目前也在研究量子機器學習，並嘗試與Amazon等頂級公司合作；並使用量子強化學習尋找如何合成具有高轉換效率的光電材料。他認為，這表示量子機器學習可以比傳統機器學習更有效，因而能應用在金融科技、人工智慧和大數據領域上。（撰稿者：施中右 Chung-You Shih / 滑鐵盧大學Institute for Quantum Computing (IQC) 博士候選人 / LinkedIn）