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美國稀土商USA Rare Earth(USAR)攜手量子運算新創Pasqal(PSQL)與AI化學公司Riven Systems，企圖用量子機器學習重寫重稀土分離技術，正面狙擊中國在重稀土氧化物分離上的長年壟斷，為美歐供應鏈去中化打開技術突破口。
全球稀土供應鏈再掀技術戰，美國企業正試圖用「量子＋AI」翻盤中國在重稀土領域的主導地位。美國稀土公司USA Rare Earth(USAR)宣布，將與量子運算公司Pasqal(PSQL)以及專攻工業化學人工智慧的Riven Systems合作，開發新一代稀土分離技術，消息一出，USAR股價在周四盤前即上漲2.9%，顯示市場對這場技術豪賭高度關注。
要理解這項合作的重要性，得先回到全球稀土產業結構。稀土元素是電動車馬達、風電機組、精密電子與國防武器的關鍵材料，其中重稀土如dysprosium(鏑)、terbium(鋱)、yttrium(釔)更是高性能磁材與特殊合金的不可或缺成分。上游礦場多以混合稀土碳酸鹽形式產出，要真正進入供應鏈，必須透過繁複、昂貴且高耗能的化學流程分離成單一稀土氧化物。USA Rare Earth(USAR)上游事業資深副總裁Alex Moyes直言，這個關鍵工序目前「幾乎被中國壟斷」，特別是在重稀土分離技術上，其他國家難以匹敵。
傳統稀土分離依賴溶劑萃取等化學流程，需要大量試劑、巨大設備與長期試誤。每種稀土元素對萃取劑的選擇性彼此接近，導致要透過數十甚至上百級的反覆分離，才能達到足夠純度，也讓廠房投資成本與能源消耗居高不下。Moyes坦言，過去產業幾乎只能靠多年實驗與錯誤修正累積know-how，「需要大量時間與資本，才能摸索出可行的配方」。在中國已形成完整技術體系與規模經濟的情況下，海外新進者要追趕難度極高。
USA Rare Earth(USAR)這次合作的核心，是試圖用量子機器學習改變「化學配方尋找方式」。Riven Systems專長是把工業化學問題轉化為AI可處理的模型，計畫中由Riven負責建立自動化實驗流程，在實驗室內大量測試不同萃取分子對各種稀土元素的選擇性，生成龐大數據集。這些數據再用機器學習方法建構模型，預測哪類萃取分子能更有效鎖定特定稀土，縮短傳統「憑經驗小改配方」的冗長過程。
在此基礎上，量子運算公司Pasqal(PSQL)將接手更具前瞻性的部分：利用自家Neutral Atom量子處理單元，對量子機器學習模型與傳統經典運算模型進行對比與驗證。簡單說，就是讓量子運算嘗試在高維度、複雜的分子設計與選擇性預測上取得優勢，看能否更快找到對重稀土「最有黏性」的萃取分子。若量子模型能顯著領先傳統演算法，這套方法未來就有機會成為新一代稀土化學設計標準工具。
一旦成功，產業影響將不僅是技術層面的華麗。合作三方的構想，是藉由提高分離效率與分子選擇性，讓稀土分離廠不必再依賴龐然大物般的長流程廠房，而是用更小型、成本更低、能源消耗更少的設備達成同樣甚至更高的純度。這樣的技術路徑，對正努力擺脫單一供應來源的美國與歐洲尤其關鍵，因為它降低了在本土或盟國建立稀土分離產能的投資門檻，有利加速供應鏈「去中化」。
當然，量子機器學習仍在早期階段，產業內不乏質疑聲音。反對者認為，量子硬體距離大規模商用仍有技術障礙，目前能處理的問題規模與精度有限，與其寄望尚未成熟的量子運算，不如把資金投入現有化學流程優化與設備升級；也有人提醒，即便找到更佳萃取分子，仍須面對環境風險評估與監管審查，不可能一夕之間改變整個供應鏈。然而支持者則指出，本案並非孤注一擲，而是讓量子模型與傳統模型「同場競技」，若量子無法展現優勢，產業仍可沿用既有最佳做法，不會傷筋動骨。
更值得注意的是，USA Rare Earth(USAR)的策略與其他產業佈局形成呼應。像是提供環保與危險廢棄物處理服務的Clean Harbors(CLH)，近期宣布將透過私人發行方式募集6億美元十年期高階票據，主要用於收購EnviroServe與償還為併購ES&H所動用的循環信貸，藉此擴大其環境服務版圖。雖然CLH業務不直接涉及稀土，但這類資金挹注，意味著北美在工業與環保基礎設施上的投資正同步增加，替未來包括稀土加工在內的高規格產業提供更穩固的環境治理能力。
從更宏觀角度看，USA Rare Earth(USAR)的量子合作案，是地緣政治壓力下的技術解法之一。當中國在重稀土分離技術有壓倒性領先時，單靠政策與補貼很難迅速追上，唯有在技術路線「跳階」上尋找突破口，才可能在中長期競賽中逆轉局勢。這次結合AI化學與量子機器學習的嘗試，若能實證確實縮短研發時間、減少試劑用量並降低能耗，未來不只稀土分離，包含電池材料、催化劑設計等高端化學領域都可能跟進。
短期內，市場仍會觀察這項合作能否走出實驗室，真正進入試產甚至商業化階段；中長期則須評估量子硬體進展是否能支撐更大規模的模型運算。對投資人而言，USA Rare Earth(USAR)此舉象徵稀土產業由「單純採礦＋化工」走向「科技研發密集型」的新階段，而全球供應鏈能否因此擺脫過度集中於亞洲、特別是中國的風險，將成為未來數年產業觀察的關鍵命題。
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