前瞻技術脈動：光子與量子技術(202601)

關鍵字：；；；；；

瀏覽次數：517｜歡迎推文：

科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2026年1月2日

圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術(202601)

光動力晶片讓AI效率提升100倍
研究人員開發出一種矽晶片，利用光和電進行人工智慧的卷積運算，從而大幅降低能耗並提高速度。該晶片利用微米級光學元件直接刻在矽基板上，將資料先轉換成光訊號，再以雷射光執行AI系統中最耗能的卷積運算，最後再回轉為數位訊號。這種光電混合架構實驗能顯著降低能耗且維持與傳統電子晶片相近的辨識準確度，在某些測試下效能較傳統方法提高約100倍。此類光子運算方式可透過常見的半導體製造實現，有望為未來大規模、低能耗 AI 系統提供更環保且高效的硬體基礎。該研究成果已發表於《Advanced Photonics》。
參考資料：Light-powered chip makes AI 100 times more efficient .Science Daily, 2025/9/9

聲音量子記憶體的使用壽命延長了30倍，以實現量子技術
加州理工學院（California Institute of Technology）的研究團隊在晶片上製造了一個超導量子比特，並將其連接到一個微型設備，稱為機械振盪器。振盪器本質上是一個微型音叉，由柔性金屬板組成，這些金屬板由千兆赫茲頻率的聲波振動。當電荷放置在金屬板上時，可以與攜帶量子訊號的電信訊號相互作用，以作為內存，並在以後輸出或儲存，同時為量子記憶體提供了新的擴展方法。該研究已發表於《Nature Physics》。
參考資料：Caltech breakthrough makes quantum memory last 30 times longer. Science Daily, 2025/8/27

緊湊型聲子電路為晶片級設備引導千兆赫頻率的聲音
聲子電路以聲波（聲子）為運算與傳輸媒介，類似光子電路處理光信號的方式。此次研究展示的電路能在晶片尺度上建立「聲波高速公路」，透過拓撲設計實現抗散射傳輸，顯著提升穩定性與縮小體積。研究團隊在氮化鎵基板上製作聲波導引結構，並透過鋁製換能器產生1.5 GHz聲子。實驗利用高解析光學振動測量儀，觀察聲子在電路中平穩傳輸，且在干涉實驗中證實其路徑可隨需求快速調整。該研究成果已發表於《Nature Electronics》。
參考資料：Compact phononic circuits guide sound at gigahertz frequencies for chip-scale devices. TechXplore, 2025/9/19

科學家捕捉W態，開啟量子瞬間傳輸新時代
京都大學與廣島大學的研究團隊開發出對 W 態的糾纏測量方法。解決了長達二十五年的量子難題，並且克服了傳統量子斷層掃描在處理多光子系統時面臨的測量呈指數級增長的問題。研究團隊利用W態的循環位移對稱性，開發出新的理論和實驗方法，使用光子量子電路執行量子傅立葉變換來識別W態。並設計了一個三光子裝置，驗證裝置區分不同類型的三光子 W 態的可行性，也測量了純W態的辨識正確率。這項技術的成功為未來的量子技術應用開啟了大門，可望推動量子傳輸、新的量子通訊協議以及基於測量的量子計算。（899字；圖1）
參考資料：Scientists Capture W State, Unlocking Quantum Teleportation. SciTechDaily, 2025/9/20

歡迎來粉絲團按讚！

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------