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DARPA啟動「量子基準測試計畫」,力拚2033年實現實用型容錯量子電腦

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科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳 發表於 2025年4月16日
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圖、DARPA啟動「量子基準測試計畫」,力拚2033年實現實用型容錯量子電腦
 
美國國防高等研究計畫署(DARPA)於2024年啟動「量子基準測試計畫」(Quantum Benchmarking Initiative, QBI),旨在於2033年前實現可實用、具容錯能力的量子電腦。首波選出近15家企業進入「Stage A」階段,後續還會再公布3家公司(仍在進行合約談判),這是為期六個月的技術衝刺,挑戰企業在嚴格審查下提出具體可行的量子電腦發展藍圖。

此次入選名單橫跨美國、歐洲、加拿大與澳洲,從科技巨頭如IBM、HPE,到新創公司如Xanadu與Quantinuum,皆以各自技術角度投入。此舉顯示DARPA正積極布局量子霸權,面對中國崛起與供應鏈風險,試圖「選邊站穩」未來運算主導權。

QBI計畫分為三階段,階段A:聚焦可行性驗證;階段B:持續一年,深入檢視研發路線圖;階段C:則由獨立驗證團隊進行系統性測試,確保硬體、演算法與子系統達到「超越傳統超級電腦」的效能。

入選企業各自擁有不同技術策略,包括超導量子比位元、離子阱、光子運算、中性原子陣列、半導體自旋等。DARPA強調計畫本質非競賽,而是辨識「實用化可能性高」的技術路線,釐清哪些方法行得通、哪些只是誇大炒作。

參與企業需提交涵蓋60題的詳盡報告,說明材料來源、物理架構、可擴展性、應用場景、供應鏈風險與人才布局。這不只是技術審查,更涉及市場可行性、產業鏈整合能力。

先行參與US2QC試點計畫的微軟與PsiQuantum已晉級至QBI的最終階段。前者採用尚未實現的「拓樸量子位元」,後者則以光子運算為主。

DARPA匯集來自國家實驗室與研究機構的300位專家組成驗證團隊,並透過聯邦與州級資源支持,展現美國聯邦對量子發展的戰略高度。這項計畫也被視為對抗中國科技崛起的重要一環。

儘管初期資助金額不到百萬美元,然而入選QBI的象徵意義遠大於財務報酬。業界普遍認為,能成功通過三階段審查的公司,將具備全球市場競爭力,並吸引政府與投資人加碼。即使目前已有商業化量子電腦問世,但普遍存在錯誤率高、穩定性低、可擴展性不足等問題。QBI意在排除這些「偽創新」,只保留真正有潛力實現產業化的技術。

目前多數量子硬體仍需仰賴中國、日本與歐洲的關鍵材料與零組件,美國企業面臨貿易戰與供應鏈中斷的風險。這也讓DARPA在評估中納入製造成本與全球合作風險。

過去量子電腦多停留在理論與學術領域,如今已成為國防與產業競爭核心。美國透過DARPA等機構全面部署,表明其將量子技術視為下一個戰略制高點。DARPA的QBI計畫無疑為全球量子產業按下加速鍵。從企業實力、技術成熟度、政策支持,到產業應用可行性,都將在未來十年接受最嚴苛的檢驗。誰能在2033年前實現實用型量子電腦,誰就可能掌握未來科技與經濟的話語權。(1003字;圖1)

 
表、量子基準測試計劃階段A首批參與公司 (資料來源:DARPA) 
量子公司 所在地 技術路線
Alice & Bob 美國馬薩諸塞州劍橋 /
法國巴黎
超導貓量子位元
Atlantic Quantum 美國馬薩諸塞州劍橋 具有共置低溫控制的通量量子位元
Atom Computing 美國科羅拉多州博爾德 可擴展的中性原子陣列
Diraq 澳洲雪梨 /
美國加州帕洛阿爾托 /
美國馬薩諸塞州波士頓
矽CMOS自旋量子位元
Hewlett Packard Enterprise 美國德州休斯頓 採用先進製造的超導量子位元
IBM 美國紐約州約克鎮高地 採用模組化超導處理器的量子運算
IonQ 美國馬里蘭州科利奇派克 離子阱量子計算
Nord Quantique 加拿大魁北克省Sherbrooke 具有玻色子誤差校正的超導量子位元
Oxford Ionics 英國牛津 /
美國科羅拉多州博爾德
離子阱
Photonic Inc. 加拿大英屬哥倫比亞省溫哥華 光連接矽自旋量子位元
Quantinuum 美國科羅拉多布隆菲(Broomfield) 離子阱量子電荷耦合元件(QCCD)架構
Quantum Motion 英國倫敦 基於MOS的矽自旋量子位元
Rigetti Computing 加州柏克萊 超導可調式Transmon量子位元
Silicon Quantum Computing Pty. Ltd. 澳大洲雪梨 矽精密原子量子位元
Xanadu 加拿大多倫多 光子量子運算


參考資料:
DARPA eyes companies targeting industrially useful quantum computers. DARPA. 2025/04/03.
DARPA begins scaling a quantum computer with 15 companies. NEXTGOV/FCW. 2025/04/08.
DARPA Selects 18 Companies to Participate in Stage A of Its Quantum Benchmarking Initiative. Quantum Computing Report. 2025/04/03.

 

 
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