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新加坡量子科技:合作機遇,共創共同成長 Quantum in Singapore: Opportunities for collaboration to drive mutual growth
2025/12
Foreign, Commonwealth & Development Office
https://www.gov.uk/government/publications/quantum-in-singapore-opportunities-for-collaboration/quantum-in-singapore-opportunities-for-collaboration-to-drive-mutual-growth
一、簡介
在二十一世紀的科技競賽中,量子科技普遍被視為影響全球技術格局的關鍵領域。從藥物研發所需的高效能運算能力,到保護國家機密的高安全性通訊,乃至於具備自主定位能力的精準導航技術,量子技術的潛在應用正逐步延伸至計算、感測與通訊等核心領域。然而,量子科技的發展進程充滿挑戰與變數。儘管各國政府與研究機構持續投入資源,推動實驗室成果邁向實際應用,市場對於哪些技術領域將率先實現商業化、哪些高價值應用情境能有效落地,仍存在顯著不確定性。在此背景下,各國積極尋求可信賴的國際夥伴與明確的戰略定位。

在此背景下,英國外交、聯邦及發展事務部(Foreign, Commonwealth & Development Office, FCDO)將關注焦點置於東南亞具代表性的科技據點—新加坡。英國與新加坡均已發布國家層級量子戰略,並投入相當規模的研發資源。本報告旨在評估新加坡是否為英國在量子技術研發領域之重要合作對象,並辨識雙方具高度互補性與潛在影響力的合作面向。

為建構具體且具體系性的分析基礎,研究團隊除進行國家戰略、政策架構、核心機構與投資版圖之案頭研究外,亦結合劍橋顧問公司(Cambridge Consultants)專家的專業見解。此外,透過十場深度訪談,蒐集新加坡量子生態系關鍵利害關係人的觀點。受訪者涵蓋國家量子辦公室(NQO)副主任、新加坡國立大學(NUS)量子科技中心(CQT)首席研究人員,以及 SpeQtral、Entropica Labs 等量子新創企業創辦人與創投代表,以期掌握新加坡量子布局之實際動向與發展趨勢。

二、新加坡的量子版圖
自2002年至今,新加坡已承諾投入約7億新元(約4億英鎊)。2024年5月發布之「國家量子戰略」(National Quantum Strategy, NQS)進一步規劃於未來五年內追加近3億新元資金。然相較於中國(約150億美元)、德國(約50億歐元)或英國(約25億英鎊)等主要經濟體之投入規模,新加坡並未採取全面鋪陳的策略,而是在審慎評估資源限制的前提下,聚焦於具潛力達到國際領先水準之關鍵技術領域,採取高度聚焦的投資布局。

此一聚焦策略由「國家量子辦公室」(National Quantum Office, NQO)統籌推動,並透過多項國家級計畫具體落實,逐步建構跨研究、應用與製造之整體生態體系。相關計畫包括:推動量子安全通訊測試與部署之「國家量子安全網路」(NQSN)、發展本土量子處理器設計能力之「國家量子處理器計畫」(NQPI)、整合國防與產業感測應用之「國家量子感測計畫」(NQSP)、著重應用與中介軟體發展之「國家量子計算中心」(NQCH),以及提供先進製造與製程能力支援之「國家量子聯合代工廠」(NQFF)。上述計畫在「量子工程計畫」(Quantum Engineering Programme, QEP)框架下相互串聯,強化新加坡於全球量子供應鏈中的功能定位。

在技術發展路徑上,新加坡展現出明確的選擇性布局。首先,在量子通訊方面,新加坡已取得了顯著的進展。透過NQSN及後續的NQSN+計畫,新加坡正在從測試平台邁向全國性部署。新加坡本地企業SpeQtral與Singtel等電信營運商合作,建構具互通性的量子安全網路架構。此外,SpeQtral亦與衛星營運商SES合作,發展連結亞洲與歐洲之衛星量子密鑰分發(Quantum Key Distribution, QKD)系統,並與地面光纖網路整合,以提升跨境量子安全通訊能力。

於量子計算領域,新加坡並未將政策重心放在硬體規模競逐,而是強調中介軟體發展與混合量子—古典運算整合能力。近期啟動、資金規模約2,500萬新元的「混合量子古典計算」(Hybrid Quantum Classical Computing, HQCC 1.0)計畫,即以促進演算法開發與應用場景探索為目標,同時透過與Quantinuum等國際企業合作,取得先進量子硬體資源,以支援混合架構之實作與驗證。

科研能力構成新加坡量子發展布局的核心基礎。面對全球量子研究人才供給不足之挑戰,新加坡採取高度集中與精準培育的人才策略。其中,「量子科技中心」(Centre for Quantum Technologies, CQT)為關鍵研究機構。CQT整合新加坡國立大學(NUS)、南洋理工大學(NTU)、新加坡科技設計大學(SUTD)及A*STAR等機構資源,匯聚超過260名研究人員與學生,形成跨機構協作架構,並與英國劍橋與牛津等機構維持密切學術交流與合作。

為強化人才培育與國際招募,新加坡推動「國家量子獎學金計畫」(National Quantum Scholarships Scheme, NQSS),透過資助博士與碩士階段研究訓練,擴充新加坡研究能量。同時,透過與法國國家科學研究中心(CNRS)、德國慕尼黑工業大學及英國牛津大學等機構之合作,新加坡有效延伸其研究網絡與國際連結,提升整體科研量能與知識交流效率。

新加坡的量子生態發展亦呈現由學術研究走向應用導向之趨勢。在國家安全需求與初期商業化探索的推動下,部分技術已逐步進入實際應用場域。於量子安全通訊方面,SpeQtral已獲資金支持推動衛星量子密鑰分發(QKD)系統開發;S-Fifteen Instruments的量子安全相關產品亦已應用於政府基礎設施。相較之下,量子硬體仍處於驗證與工程成熟階段,但軟體與應用層面已有一定進展。Horizon Quantum Computing與Entropica Labs分別在量子程式設計工具與容錯量子運算軟體領域取得數百萬美元級國際投資,顯示市場對量子軟體應用潛力之關注。

政府在產業早期發展階段扮演關鍵推動角色。透過「Startup SG Equity」計畫,政府採取共同投資機制,與民間資本協同投入深度科技新創,降低投資風險並強化市場信心。資料顯示,新加坡吸引約58%的東南亞創投資金,反映其投資環境與政策架構具一定吸引力。包括騰訊與State Farm Ventures等國際投資機構參與相關投資案,亦顯示國際資本對其量子生態體系之審慎評估與投入意願。

三、合作與投資機會
基於對新加坡研發計畫的深入剖析,報告指出了三個與英國「量子任務」(Quantum Missions)高度契合且具備商業潛力的合作領域:量子中介軟體、國防用量子感測,以及量子網路。

首先是「量子中介軟體」(Quantum Middleware)。隨著量子運算硬體技術逐步成熟,如何有效整合量子電腦與既有古典運算架構,已成為實現短中期應用價值的重要關鍵。中介軟體在其中扮演連結與協調之角色,然其全球發展進程相對滯後,形成技術落差。英國在其現代工業戰略中承諾投入6.7億英鎊推動量子計算發展,並設立「國家量子計算中心」(NQCC)及量子軟體實驗室,以強化軟體與整合能力。新加坡則透過「國家量子計算中心」(NQCH)啟動「混合量子古典計算」(HQCC 1.0)計畫,聚焦中介軟體、演算法及混合架構整合。

此一領域具高度互補性。新加坡HQCC計畫為中介軟體相關技術提供實驗與驗證場域,而英國企業於量子糾錯(Quantum Error Correction)及分散式量子運算等技術層面具有實質布局。例如Riverlane專注於量子糾錯系統架構,Nu Quantum則致力於量子網路化與模組化連結技術。若能在制度與產業層面建立合作機制,雙方可在量子運算系統整合與規模化發展上形成協同效應。

其次是「國防用的量子感測」(Quantum Sensing for Defence)。現代軍事運作高度依賴全球導航衛星系統(如GPS)所提供之定位、導航與授時(PNT)能力,但干擾與欺騙風險日益增加。量子感測技術(如冷原子干涉儀與原子鐘)具備提供不依賴衛星訊號之高精度導航與偵測能力的潛力。新加坡已將國防相關應用(包括無GPS導航與地下或水下偵測)納入「國家量子感測計畫」重點方向,然整體產業生態仍處於早期階段。除Atomionics等個別企業外,商業參與者數量有限,多數技術仍停留於研究與原型驗證階段。

相較之下,英國在量子PNT領域具備較成熟之研發與測試基礎。英國國防部(Dstl)與企業已成功進行了量子導航系統的飛行測試與艦載測試。若能在安全與出口管制框架下建立合作對接機制,英國可提供技術成熟度較高之系統方案,新加坡則可提供明確應用需求場景,雙方在國防應用轉化方面具合作空間。

第三為「量子網路」(Quantum Networking)。量子網路旨在實現量子資訊的遠距離傳輸,是連接量子電腦、構建未來「量子互聯網」的基礎。新加坡在量子網路,特別是太空型量子密鑰分發(QKD)領域具領先地位,並與英國建立多項合作基礎,包括由RAL Space與SpeQtral共同推動之「SpeQtre」衛星任務,該任務將示範基於量子糾纏之太空QKD技術。

英國的「量子任務2」(Quantum Mission 2)旨在部署全球先進的量子網路。英國可以利用新加坡現有的基礎設施(如光纖網絡與衛星鏈路)以及其在QKD領域的領先地位,來加速自身的研發進程。這不僅是技術的交流,更是基礎設施的共享,能為英國構建大規模量子網路提供寶貴經驗的測試平台。

四、建議總結
在量子中介軟體領域,報告建議採取多項具體行動。首先,建立英國「國家量子計算中心」(NQCC)與新加坡「國家量子計算中心」(NQCH)之制度化合作關係,並促成英國量子軟體實驗室訪問新加坡量子科技中心(CQT),以辨識具體合作方向與技術銜接機會。其次,可設置創新合作機制,結合新加坡「混合量子古典計算」(HQCC)計畫資源,透過人員交流、聯合研究與技術整合測試,降低雙方系統架構與技術標準不相容之風險。最後,規劃以中介軟體為主題之產業交流團,協助Riverlane、Nu Quantum等英國企業與新加坡相關機構建立直接對接管道,拓展合作與市場機會。

在國防用量子感測領域,考量技術敏感性與潛在出口管制問題,建議優先強化雙邊研發與安全對話機制。可促成新加坡國防部(MINDEF)、DSO國家實驗室與英國國防科學與技術實驗室(Dstl)之專業交流,以避免研發重複並提升技術需求對接效率。同時,推動英國量子PNT(定位、導航與授時)相關企業參與新加坡國防展示或創新活動,評估其技術在當地應用場景之適配性。

在量子網路領域,建議系統性盤點並支持既有與潛在合作關係。包括衛星相關計畫在內之雙邊合作項目,應與英國「量子任務2」政策目標對齊,確保合作成果能回饋英國國內量子網路布局。透過參與並分析新加坡量子網路測試與部署經驗,英國可掌握衛星量子糾纏分發與地面網路整合等關鍵技術實踐經驗,作為後續推動量子網路發展之參考。
高飛
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