一、前言

量子運算正在影響金融、醫藥、化學、汽車、太空等多個產業，對於量子運算的潛在影響逐漸引起關注，特別是汽車產業。未來，將藉由量子計算技術來改變汽車的設計、製造及駕駛方式，並將人工智慧應用於量子運算，透過永續材料的開發、製造流程的最佳化設計，以及提升自駕車的決策能力、進行車輛的動態路線管理，對汽車產業實現更為深遠的創新。雖然量子運算目前仍處於早期階段，但車輛製造商已大量投資該技術，期望能在汽車產業中發揮巨大影響力，也顯示汽車產業對於量子運算的未來發展充滿信心。

二、市場參與者

依據F&S研究報告顯示，汽車產業的市場參與者在量子運算領域扮演著不同角色，包含硬體製造商、量子軟體公司，以及提供端到端解決方案，以滿足汽車產業需求，說明如下：

(一)加拿大D-Wave Systems公司
D-Wave致力於開發量子退火(Quantum Annealing)的特定形式量子運算，並成功將量子退火系統實際應用且商業化。D-Wave不斷地開發「第五代Advantage退火系統」，並計劃在2024年推出超過7000個量子位元的「第六代Advantage2退火系統」，以因應更複雜的運算問題。在汽車領域，D-Wave與福斯汽車公司、Denso公司合作，分別進行交通路線的最佳化、在汽車廠間使用自動引導車輛(Automated Guided Vehicle, AGV)的車輛移動方法之可行性測試。另外，D-Wave與豐田公司(Toyota)中央研發實驗室、東京大學攜手合作開發量子演算法，最大限度減少交通擁塞，更有效地管理交通號誌，提升交通流動性。

(二)日本富士通集團(Fujitsu)
富士通在量子運算領域提供數位退火技術、超導電路技術，以及閘型(Gate-based)量子電腦，並擴展其應用範疇、滿足市場需求。在2022年，富士通開始推出36個量子位元的高速量子模擬器，應用於汽車、金融、化學及藥物發現等領域。在交通領域，富士通的數位退火技術，成功應用於漢堡港務局(Hamburg Port Authority)場域，有效降低車輛行駛時間、減少二氧化碳排放、緩解交通堵塞問題，提升港區交通與物流的效能。另外，富士通與豐田公司(Toyota)合作，使用數位退火技術進行最佳交通路線的即時交通動態計算，成功降低豐田公司(Toyota)的物流成本。此外，富士通也積極推動閘型量子電腦的商業化，富士通與RIKEN研究機構合作，成功開發出日本首台64個量子位元的超導量子電腦，並計劃透過富士通的雲端服務，將其應用於非商業目的之研究。富士通預計到2026年，開發出1000個量子位元系統。

(三)美國IonQ公司
IonQ是一家在雲端平台(包含AWS、Microsoft Azure、Google Cloud Marketplace)提供量子電腦存取服務的供應商，IonQ以捕獲離子的方法進行量子運算，利用單個原子的內部狀態表示量子位元，降低錯誤率，並透過演算法測量(Algorithmic Qubits, AQ)值，評估系統效率與品質(AQ值越高，表示量子位元的品質越好)。IonQ開發的量子電腦系列，包含用於小型概念驗證(Proof Of Concept, PoC)的「Harmony with AQ 9」、可解決複雜計算問題的量子處理器「Aria AQ 25」，以及應用於流程最佳化的量子處理器「Forte AQ 32」。IonQ投資43.9百萬美元研發加速捕獲離子(Trapped Ion)量子運算的技術，並且與現代汽車(Hyundai)合作開發量子機器學習演算法，以提升自駕車的3D物件偵測方法。IonQ也與現代汽車(Hyundai)合作模擬鋰化合物的化學性質，推動高性能電動車電池的研發。另外，IonQ與空中巴士(Airbus)公司合作，運用量子運算將飛機上的貨物進行最佳分配。未來，IonQ計劃在空氣動力學設計、降低燃油消耗、最佳航線安排等項目應用量子運算。此外，IonQ近日與Zapata AI公司合作，將生成式AI技術加入其量子電腦的研發。

(四)法國PASQAL公司
PASQAL使用中性原子構建閘型量子電腦，具有更長的量子位元相關時間(Coherence Time)與可擴展性。PASQAL提供100個量子位元的量子硬體、軟體及模擬器，開放原始碼工具(Open Source Framework)「Pulser」、化學模擬平台「Quebec」、雲端平台「Quantum Discovery」，以滿足用戶需求。PASQAL與西門子合作，將量子演算法使用於計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)，並且結合人工智慧，整合至西門子的軟體設計與測試方案，以獲得高準確性模擬結果。另外，PASQAL與BMW公司合作，應用量子方法來模擬金屬成型的過程，以及模擬汽車電池材料的週期，確保車輛安全。PASQAL也積極開發汽車領域的應用，包含車輛的空氣動力學模擬、氫燃料電池的數值模擬、電動車充電樁的智慧電網管理。此外，PASQAL還獲得歐洲創新中心1000萬美元的研究資助，計劃在2023年、2024年，於中東地區與亞洲地區設立新辦事處，以及增加北美地區的業務。

(五)美國PsiQuantum公司
PsiQuantum的光子計算方法，使用光子作為量子位元執行量子運算，相較於其他量子運算方法，此方法對於量子電腦的低溫冷卻要求較低，可降低設備維護成本。PsiQuantum與美國GlobalFoundries晶圓代工廠合作生產矽光子晶片，已在紐約與德國設立工廠，生產高階的光子與電子控制晶片。在汽車領域，PsiQuantum與賓士合作，研究在容錯量子電腦(Fault-tolerant Quantum Computer)模擬鋰離子電池中的電解質。

(六)美國QC Ware公司
QC Ware提供「Forge」、「Promethium」兩個軟體即服務(Software as a Service, SaaS)平台，其中，「Promethium」是量子化學模擬平台，在汽車產業中，對電動車電池與燃料電池的材料研究，具有重要的影響力。2022年，QC Ware與法國Bpifrance銀行合作，獲得150萬美元資助，加速Forge平台中的應用程式介面(Application Programming Interfac, API)開發。在汽車領域，QC Ware與BMW公司合作，致力於量子機器學習應用在車輛路線最佳化之項目。另外，QC Ware與美國空軍研究實驗室(Air Force Research Laboratory, AFRL)合作，利用量子機器學習演算法研究無人機飛行的最佳路徑。此外，QC Ware也與摩根大通(JP Morgan)、高盛集團(Goldman Sachs Group)、空中巴士(Airbus)及愛信集團(Aisin Group)合作，依據客戶需求開發量子技術，應用於不同的場景。

(七)英國Quantinuum公司
2021年，Honeywell公司與Cambridge Quantum公司合併，成立Quantinuum公司，已開發的量子產品包含H系列量子電腦、量子加密平台「Quantum Origin」、量子化學模擬平台「Quantum InQuanto」，以及開源軟體開發套件(Open-source Software Development Kit)「TKET」。Honeywell使用量子體積(Quantum Volume, QV)作為指標來評估量子電腦的性能(QV越高，性能越好)。今年，Quantinuum推出具有32個量子位元的H2量子電腦，並計劃在未來1年內擴展至50個量子位元。在汽車領域，Quantinuum與BMW公司合作，透過量子運算進行燃料電池研究，模擬燃料電池內催化劑的化學反應，協助BMW公司，以更好的材料來提高燃料電池效率。

(八)加拿大Xanadu Quantum公司
Xanadu是一家光子量子運算公司，其特點是提供可在室溫下運作的量子硬體系統與處理器晶片(除了需要低溫技術的光子計數探測器)，Xanadu最新推出的光子量子電腦「Borealis」具有216個量子位元，「Borealis」在36微秒內即可解決高斯玻色子取樣(Gaussian Boson Sampling, GBS)問題，展示其優異成果，若是傳統超級電腦，可能需要數千年的時間。在交通領域，Xanadu與福斯汽車公司合作，運用量子化學技術來設計電池，以實現更高的安全性、效能和成本效益。Xanadu也與BMW公司合作研究量子的機器學習技術，以及與勞斯萊斯(Rolls Royce)合作，以量子運算進行流體動力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)的計算與模擬，設計飛機的噴射引擎。

三、結語

隨著越來越多的公司投入量子運算的應用，以獨特的量子運算方法與汽車相關業者合作，提供汽車領域的專業解決方案，量子即服務模型的應用也變得日益普及。在未來，量子供應商將持續與雲端服務公司合作，擴展其產品組合，以及跨產業的合作，為客戶提供更多價值，讓量子運算不僅是應用於汽車產業，還能推動未來科技創新。