成大黃吉川教授主講，量子電腦的願景與挑戰

2021-03-17

亞大傑出講座，蔡校長指出，未來量子電腦、智慧物聯網及超高速通訊網路，將是下一世代AI鐵三角。

亞洲大學（Asia University, Taiwan）傑出講座系列，今天（17日）邀請國立成功大學工程科學系講座教授黃吉川主講「量子電腦的願景與挑戰」，黃講座目前擔任成大超級電腦計算研究中心主任，除在超級電腦的研究與實務專長之外，黃講座亦投入非常多的心血在量子電腦的運算的技術研究與教育推廣。

亞洲大學校長蔡進發致詞時提到，量子電腦將是繼人工智慧熱潮後，下一波影響人類的重要技術。蔡校長說，去年亞大共識營即預測未來量子電腦、智慧物聯網及由5G/6G所組成的超高速通訊網路，將形成下一世代人工智慧鐵三角，讓亞大師生盡早接觸量子電腦相關知識，是學校將來重要發展方向之一。

黃吉川教授解釋，現今所用的電腦和量子電腦運算的不同，最大差異在量子電腦利用量子物理學中的量子糾纏(quantum entanglement)與量子疊加態(superposition state)，造就量子電腦可以使用特殊的量子位元(qubit)，在k個量子位元下同時運算處理2k個狀態，特定問題傳統電腦要2k次方個單位時間進行， 而量子電腦只需要一個單位時間就可處理。

黃講座教授指出，人工智慧未來也會與量子電腦結合，目前人工智慧主要依靠大數據、物聯網和目前的二進位式電腦組成，要從一堆數據中找到有用的資訊相當不容易；現有二進位式電腦在訓練人工智慧模型最佳化問題上，也往往需要耗費大量時間，已成為人工智慧發展瓶頸之一。黃教授強調，未來人工智慧發展趨勢將會是由量子電腦結合「萬用軟體」(即整合同領域的自由軟體)進行各項應用。

黃講座教授說，要控制通用量子邏輯閘的輸入訊號，目前為止仍有相當的困難度，因為需要在絕對0度(攝度零下273度)環境才能辦到。其他包括量子噪訊、熱燥訊等都很有可能造成量子電腦運算錯誤，這部分都還需要物理學家、電腦科學家等多方面跨領域合作才能解決。

黃吉川講座教授提到，目前量子電腦已經可以在部分領域中應用，其中一項就是「模擬退火演算法」的實現，目前加拿大已有D-Wave這家量子計算公司投入研發，這在未來將可以幫助人類，快速找到一個非線性函數中的全域最佳值。另外量子電腦未來也可以在電腦安全、人工智慧、財務模型分析、氣象預報、計算化學、藥物設計等領域嶄露頭角，尤其中國大陸的量子人造衛星墨子號，已經可以在RSA公鑰加密系統中，將公鑰以量子通訊的方式傳送，造就出一個極端安全的通訊系統。

黃教授最後聚焦台灣該如何在量子電腦時代取得先機，他指出目前世界主要的幾個大國，已經在量子電腦硬體投入大量的資金與人力進行研發，至少已經有7-8種量子電腦硬體標準出現，台灣整體的資源應無法支援如此規模的投資，但是像EDA (電子設計自動化)軟體和量子電腦輔助設計QCAD，則很有可能是未來台灣在量子電腦時代可以找到利基的方向，由其是QCAD，可以相對不用投入太龐大的資金，就有機會可以看到成效。

最後黃講座也邀請亞洲大學一起合辦在國家圖書館的量子電腦研習班，一起攜手邁向量子運算的新時代！