淡江物理系跨國合作 研究成果令人驚艷
臺荷光量子計算聯盟各團隊負責人荷蘭萊頓大學教授Dr. Michiel de Dood（右起）、荷蘭特文特大學教授Dr. Jelmer Renema、本校物理系助理教授吳俊毅、清華大學教授李明昌、李瑞光、中央大學特聘教授陳彥宏、鴻海研究院量子計算研究所所長謝明修。照：淡江大學提供
淡江大學物理系除了培育未來科學人才，教師們也積極就高潛力發展領域進行研究，近日相繼傳出好消息：其一為教授兼系主任莊程豪與跨國團隊合作，於<Nature Nanotechnology>（自然-奈米技術期刊）中，共同發表「Ferromagnetic single-atom spin catalyst for boosting water splitting（加強磁場於自旋單原子催化劑提升水解析氧效應）」，可透過外部磁鐵促使非貴金屬催化劑，協助生成氧氣的速率，引起跨物理、化學、材料、能源等領域的極大興趣和爭論；其二為助理教授吳俊毅於日前成立的「臺荷光量子計算聯盟」中，擔任臺灣方的主持人，攜手清華大學、中央大學及鴻海研究院學者，匯聚臺荷兩國產學界加速光量子計算技術的發展，並推動該領域向通用光量子計算邁進。
莊程豪指出，科學家們為減少人類高度依賴化石燃料所造成的溫室效應影響，積極尋找能永續且替代性能源。其中氫氣燃燒發電可排放出無碳產物和高密度發電效率，更是未來交通載具內建燃料電池動力組的主要發展核心，且不管太陽能、風力、及水力等再生能源的運用，皆將能於產電高峰時儲備大量氫氣與氧氣，最終產物只輸出水分子和充沛電力，已被認定最佳綠色永續且可循環目標。不過透過水電解產出氫和氧目前仍有困難，除了催化材料本身水解產氫特性，其還原端產氫效率，同時也取決於氧化端的析氧速度，如何找出高效率、穩定的催化劑，就成為近年來析氧材料研究的重要課題。「由於水電解產氧反應受到水分子分解成氧氣過程中的多重電子轉移和催化活性影響，速度十分緩慢，目前公認最好的水解析氧催化劑為二氧化釕（RuO2）和二氧化銥（IrO2），但因成本高且含量低，故科學界轉而開發非貴金屬的催化替代品，期望解決製作成本和合成複雜問題。」
臺灣同步輻射BL16實驗站，主要探測外加磁場中析氧反應時的動態Ｘ光吸收光譜。照：淡江大學提供
莊程豪說明，該研究由本校研究團隊、臺灣同步輻射研究中心、新加坡國立大學、新加坡科技研究局A*STAR及中國中山大學等學者共同參與，填補理解「自旋極化析氧反應」的空白，進一步解釋磁化增量的鐵磁性催化劑的原因，論文作者之一為2010年諾貝爾物理學獎得主，發明石墨烯的俄羅斯和英國物理學家Konstantin Sergeevich Novoselov，背書認可二硫化鉬新材料結構和鎳原子參雜後所具備的新鐵磁特性，奈米二硫化鉬參雜磁性鎳原子後，可創造出新型單原子自旋催化特性，排列出增強型自旋鐵磁效應，在外加磁場下能提升出原有材料析氧反應的28.8倍，更驗證在海水環境中，即便受到氯離子的侵蝕影響，也能進行並提升該材料的析氧反應，開創新能源領域中鐵電應用性，同時切合綠色永續能源議題。研究中他負責催化材料的學理檢驗和原位Ｘ光檢測技術，證明硫元素P軌域和鎳元素3d軌域雜化現象，確訂出外加磁場強化機理。更強調該期刊屬於當今奈米應用類的夢幻頂尖期刊，重要影響因子高達42.230，嚴謹審查過程讓科學家們都認可其領導地位。
臺荷光量子計算聯盟由荷蘭臺北辦事處（NLOT）發起，匯集兩國量子計算、量子光學和矽光子學領域的多個領先團隊，旨在集結臺灣和荷蘭的產學研發力量共同發展通用光量子計算中的關鍵元件，在量子計算飛速發展的現今，推進光量子計算的前沿發展。吳俊毅表示，量子計算研究相當重要，可運用在加速藥物開發， 物流優化，人工智能，量子加密技術等；臺灣方面尚有國立清華大學光電所教授李瑞光、李明昌和國立中央大學光電科學系特聘教授陳彥宏擔任共同主持人，並有鴻海研究院量子計算研究所所長謝明修帶領團隊加入，形成臺灣光量子計算產學合作團隊。荷蘭方面則由聯盟主持人，特文特大學（University of Twente）教授Dr. Jelmer Renema帶領，協同共同主持人為萊頓大學（Leiden University）教授Dr. Michiel de Dood，與多家荷蘭光電企業如Quix, Single Quantum, Delft Circuit等合作，共同組成荷蘭光量子計算產學合作團隊。
莊程豪強調，淡江大學雖然是私立大學資源有限，但校方仍持續大力加碼前瞻Ｘ光科學，使其豐沛科學研究成果早已與國際最頂尖大學並駕齊驅；相信假以時日，量子計算領域也能有所斬獲。他更鼓勵學生先從基礎物理出發，穩固基礎後逐步朝向研究目標前進，就能更有機會發現並解決問題，協助世界走向更美好的未來。
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