隨著20世紀的第一波量子革命帶來的創新電晶體與雷射發明，造就現今資訊社會的電腦與網路發展，而今第二波的量子革命，將完全顛覆過去的傳統裝置，在材料或醫療器材等跨領域應用上發光發熱，並創造出極大的經濟效益與嶄新的社會價值。本文摘述荷蘭Quantum Delta NL(或簡稱QΔNL)的「量子技術國家發展議程」，以及歐盟執委會聯合研究中心的「讓量子技術發展為產業--將科學轉化為標準」報告中，論述量子技術挑戰、趨勢預測、社會與經濟影響、全球研究投入概況，以及荷蘭的量子發展策略。

一、各項量子相關技術應用所面臨的技術挑戰

量子理論的原理在於量子必須達到「量子疊加」(quantum superposition)和「量子糾纏 」(quantum entanglement)兩種物理狀態，才能快速處理非常龐大的資訊。下列依照歐洲旗艦計畫將量子技術的應用分為4大潛力領域：量子通訊、量子運算、量子模擬器、量子感測與度量，並介紹各領域所面臨的技術挑戰。

(一)量子運算(Quantum Computing)：精密的量子糾錯演算(quantum error correction algorithms)、嘈雜中型量子(Noisy Intermediate Scale Quantum, NISQ)系統、減少錯誤率(error rate)以及增加位元數、可擴展的量子電腦硬體架構與電子、系統工程的挑戰、處理大量輸入的資料集、更進一步的量子演算、量子軟體的驗證與測試、直覺的使用者介面等。
(二)量子模擬器(Quantum Simulator)：擴充至上千位元、發展新的量子演算、驗證與確認等。
(三)量子通訊(Quantum Communication)：遠距離的量子糾纏、量子網路的量子處理器、量子網路的結構、量子網路的軟體等。
(四)量子感測與度量(Quantum Sensing and Metrology)：新感測技術的發展、降低量子感測系統的足跡、開發可擴充生產的材料與製程、讓感測速度加快、開發快速高效能的偵測器等。 

二、量子技術應用發展預測

由於量子技術應用的社會、經濟效益龐大，全球不分政府與民間大企業，無不傾全力以政策力量介入這場競賽，不過量子技術在許多領域的成熟度不足，大多處於技術準備度(Technology Readiness Level, TRL)的早期，量子技術未來應用發展趨勢預估如圖。

三、量子技術標準
關於「標準」一詞，只是由認證團體所制定、供大眾遵循的技術規格，並不具法規約束力，在國際、歐盟或國家層級各有不同的準則。由於量子技術涵蓋面太廣，而且分佈在TRL的各階段，因此在建立標準時需要許多不同專業人員參與，目前針對不同技術應用已有數十個不同的標準倡議正在進行。2013年歐盟執委會聯合研究中心便開始與歐盟標準委員會、歐洲電工標準化委員會聯合發起系列「將科學轉化為標準(Putting-Science-Into-Standards, PSIS)」工作坊，召集科學界、產業界及標準社群共聚一堂，致力於訂定新興科技領域的標準，以激勵創新並提高產業競爭力，2019年亦多次發起「量子技術標準」工作坊。

四、量子技術對社經的影響

對於社會的貢獻包括：安全與隱私保護、能源與永續、健康與照護、農糧食品與水資源的供應、行動與物流。經濟面貢獻包括：量子產品與服務生態系的建立、市場規模的大幅擴增。但是對於倫理與法規面的負面衝擊可能有：社會不平等擴大、金融體系不安定、隱私與安全的疑慮、監控的風險、盲目運算或安全上的風險等。

五、全球投入量子研究概況

(一)中國：中國近年來在量子技術也有傲人的表現，中國國家科學院開發世界首顆量子科學實驗衛星，2015年阿里雲與中國國家科學院合力在上海建立阿里巴巴量子運算實驗室，在2018年首度提供雲端量子運算服務。
(二)北美地區：加拿大在過去10年共投入10億加幣(約6.6億歐元)，美國在2018年通過量子倡議法、提供12億美元補助量子資訊與通訊的研究，國家科學基金會與能源部打造系列量子中心，DARPA等組織與國防部也在量子技術研究扮演重要角色，Google、Honeywell、HP、IBM、Intel、Microsoft等大型企業對於技術發展也不遺餘力。
(三)歐洲地區：歐洲為了站在競爭的前沿，在2018年投資10億歐元的10年旗艦計畫，各會員國也紛紛響應，以與美國、中國抗衡。歐盟長期的願景是想藉此旗艦計畫發展成為量子聯網，利用量子網路串聯並整合量子電腦、量子模擬器及量子感測器，打造歐洲量子技術的生態系。在2018年前為準備期，2018-2020年將進入加速成長期，專注在半導體量子運算及軟體發展，同時尋求國際合作。為建立完善生態系，投資自然不可忽略，歐洲量子研究共同基金(QuantERA)倡議便聯合來自26國的31個機構，總共投資3,600萬歐元於研究計畫。從目前的討論來看，下一個多年期(2021-2027年)財務架構仍包含量子計畫，量子旗艦計畫也仍然在展望歐洲(Horizon Europe)框架下，而且在數位歐洲計畫的加持下，整合高速電腦發展量子電腦。歐洲各國也紛紛投入不同金額的開發資金，德國投資6.5億歐元，英國持續加碼量子國家型計畫，連規模較小的瑞典也提出1億歐元發展量子技術。
(四)荷蘭：歐洲在2016年歐盟ERA-Net QuantERA計畫徵案補助，荷蘭在首次徵案中便貢獻100萬歐元，參與9個研究計畫。在世界各強國的龐大壓力環伺之下，荷蘭不但要確保過去從國際合作中獲得的投資與其他資源，更要在內部吸引與留住人才。但是若要量子技術成熟到社會應用或發揮價值，即便如美國或歐盟等大國也無獨自發展的能力，必須建立國際共享機制，才能加速技術開發與商業應用，而荷蘭必須在建立國家優勢與國際合作之間取得平衡。

六、荷蘭量子技術發展國家未來議程

荷蘭要打造量子王國可以借鏡矽谷發展的模式，以目標導向的策略，並獲得生態體系中各團體的支持，因此從兩大面向訂定荷蘭的量子技術發展國家未來議程：

(一)以目標行動致力於強化整體知識與創新生態系，此行動必須強調技術發展的關鍵驅動力，行動包括：
1.    突破研究與創新的技術障礙：如量子運算的位元平台、錯誤校正、硬體結構與電子系統設計等；量子模擬器在化學與材料的研究；量子通訊在遠距纏繞、提高量子網路的功能性等；以及量子感測、量子演算、後量子金鑰加密等。
2.    生態系發展、市場創造與基礎建設：定位QΔNL的國際地位以及深化與美日等國的國際合作；創造試驗性質的現場實驗室(Field labs)；升級國家無塵室設備以確保能執行未來量子技術研究計畫；除了Q-Campus以外增加對Delft量子聚落的投資；協助地方打造研究生態系；建立技術移轉機制並鼓勵創業。
3.    人力資本–教育、知識與技能：強化教育與知識交換；吸引與留住海外人才；舉辦研討會或工作坊或以交換學生與暑期學校等形式建立社群。
4.    開啟社會對量子技術的對話：建立國際對話；設立法規倫理與社會委員會及專家群；開發量子技術的法規與倫理架構。

(二)設計3項催化計畫來加速潛力領域的市場成熟度與社會接受度：主要提供先導測試與社會試用，以瞭解實際應用狀況，同時凝聚生態系中不同的參與者、社群以及各項技術與行動，計畫包括：
1.    量子運算與量子模擬器：擴充Delft的物理運算設備、開發量子模擬器所須材料並建構相關能力、在不同地區以不同方式開發各種量子技術的應用案例、建立相關價值鏈。
2.    國家量子網際網路：以基於量子糾纏的網路架構、發展測試基地讓使用者與開發者公開取用、串聯價值鏈中早期採用者等三大支柱建設量子網際網路。
3.    量子感測與度量應用：建立聯合開發平台、瞭解測試與使用者設施需求以協助企業或組織做好商業化前的準備。