量子爭霸戰:誰將主宰未來科技?│蔡鎤銘
量子科技正成為全球科技競賽的焦點,其計算、通信與感測潛力將重塑經濟與安全格局。美國長期領跑量子科學,中國大陸與歐盟投資快速成長形成新動態。透過聯邦資金、人才培育與供應鏈安全,美國可鞏固定位。本文引用麥肯錫2023與2024年的《量子科技監測》報告、2025年(今年)2月量子通信報告,以及微軟總裁布拉德史密斯(Brad Smith)4月28日發表的文章,探討美國在量子領域的策略路徑。
量子科技的革命性潛力
量子科技利用量子力學原理,提供了超越傳統的計算能力。微軟報告顯示,成熟的量子電腦計算力可超越當今所有電腦總和,應用於化學、藥物研發與能源。麥肯錫2024年報告預測,量子計算2035年前可創造1.3兆美元的價值,2040年市場規模1060億美元,其中量子計算占900億,量子通信149億。今年2月的報告顯示,2023年量子通信市場10億。
今年2月,微軟馬約拉納(Majorana)量子晶片突破減少退相干問題,穩定性提升了50%。微軟與 Quantinuum 2024年的糾錯能力提升800倍。麥肯錫2024報告顯示,2023年全球量子專利1589項,美國占40%(636項)、中國大陸45%(715項)。2024年專利成長12%。全球量子投資2023年達17.1億美元新創融資,公共投資420億美元,成長50%。美、中與歐盟策略各異,影響技術格局。
美國的量子領導基礎
美國量子領導源於聯邦投資與私部門創新。2018年,川普政府通過《國家量子計畫法案》,成立國家量子協調辦公室。國家科學與技術委員會(NSTC)今年的報告顯示,2019-2022年聯邦資金從4.56億增至10.41億,2023年9.32億,今年預算9.98億。
美國的發展仰賴國防部、能源部與國家科學基金會。國防部2023年資助50個量子項目;能源部資助5個量子中心,總額3億;國家科學基金會補助36.8萬跨學科STEM學生。麥肯錫2024年的報告顯示,美國2023量子新創投資占全球62%,達10.6億美元,2024升至65%(11.2億)。布拉德史密斯建議重新授權《國家量子計畫法案》,資助量子飛躍挑戰研究所(2023年200個項目,1.5億)與國家量子計畫中心,吸引12億私部門投資。
中國大陸的量子發展
中國大陸將量子科技列為國家戰略,融入「十四五」計畫。資訊科技與創新基金會(ITIF)2024年的報告顯示,2023年中國大陸量子研究政府支出達到150億,占全球36%,超過歐盟的70億與美國的18億。自2000年,公共研發支出成長16倍,2023年總額占全球26%。2023年,中國大陸公開專利占全球45%,達715項,超越美國的40%。
中國大陸投入基礎設施,如國家量子資訊科學實驗室(10億)、北京—上海量子通訊骨幹網(100億)。2023年中國電信投資4.3億成立量子資訊科技公司,2024年新增3個量子實驗室。2023年中國大陸量子相關學位畢業生占全球30%,達11萬人。美國則採分散資金分配,注重基礎研究。
歐盟與其他地區量子動態
歐盟視量子科技為數位轉型的核心。2023年歐盟量子研究支出70億,占全球17%。德國慕尼黑量子谷吸引5億歐元投資,創造1000個職位;荷蘭代爾夫特量子中心2023年資助約50個新創(Quantum Delta NL數據)。麥肯錫2024年的報告顯示,歐盟2023年新創投資占全球10%,達1.7億歐元。2024年歐盟持續推進「量子旗艦計畫」,追加20億歐元,總投資約100億歐元。
其他地區如日本(2023年投資5億美元)、南韓(10億美元)與澳洲(約3億美元)亦積極參與。日本2023年量子專利占全球5%,南韓2024年資助100個研究項目。這些動態顯示量子競賽的全球化趨勢。
量子領域的三大關鍵行動
麥肯錫2024年報告顯示,量子科技創造2兆美元價值,2023年公共投資420億美元,成長50%。布拉德史密斯提出資金、人才與供應鏈策略:
一、強化公共與私人投資協同。麥肯錫2024年報告顯示,2023年美國聯邦研發支出9.32億,德國20億。史密斯建議重新授權《國家量子計畫法案》,資助量子飛躍挑戰研究所(2023年200個項目)與國家量子計畫中心(3億)。
二、擴大量子人才培育。麥肯錫2024年報告顯示,2023年全球量子學位畢業生36.7萬人,需求與人才比例3:1,美國每百萬人200名,落後歐盟(303名)。195所大學量子課程增加8.3%。史密斯呼籲借鏡1958年《國家防禦教育法案》,國家科學基金會2024年「Q-12教育計畫」覆蓋6000所學校,資助1200名研究生。
三、建立創新集群以強化供應鏈。麥肯錫2024年報告顯示,慕尼黑量子谷2023年吸引5.5億歐元投資。史密斯建議降低稀釋製冷機對外國的依賴,2024年需求成長25%。美國「量子中心」2024年吸引2.5億美元,科羅拉多州集群創造500個職位。2024年晶片製造投資60億美元,10%適用量子技術。
結語
量子科技將定義未來,而美、中與歐盟的競爭態勢將決定全球領導地位。麥肯錫2024年報告與史密斯今年的文章顯示,強化投資、人才培育與創新是關鍵。因此,量子領域的未來領導者,取決於各國在技術突破與策略布局上的持續努力。
(作者係淡江大學財務金融學系兼任教授)
附加資訊
- 作者: 蔡鎤銘
- pages: 83
- 標題: 量子爭霸戰:誰將主宰未來科技?