成大黄吉川教授主讲，量子电脑的愿景与挑战

2021-03-17

亚大杰出讲座，蔡校长指出，未来量子电脑、智慧物联网及超高速通讯网络，将是下一世代AI铁三角。

亚洲大学（Asia University, Taiwan）杰出讲座系列，今天（17日）邀请国立成功大学工程科学系讲座教授黄吉川主讲「量子电脑的愿景与挑战」，黄讲座目前担任成大超级电脑计算研究中心主任，除在超级电脑的研究与实务专长之外，黄讲座亦投入非常多的心血在量子电脑的运算的技术研究与教育推广。

亚洲大学校长蔡进发致词时提到，量子电脑将是继人工智能热潮后，下一波影响人类的重要技术。蔡校长说，去年亚大共识营即预测未来量子电脑、智慧物联网及由5G/6G所组成的超高速通讯网络，将形成下一世代人工智能铁三角，让亚大师生尽早接触量子电脑相关知识，是学校将来重要发展方向之一。

黄吉川教授解释，现今所用的电脑和量子电脑运算的不同，最大差异在量子电脑利用量子物理学中的量子纠缠(quantum entanglement)与量子叠加态(superposition state)，造就量子电脑可以使用特殊的量子位元(qubit)，在k个量子位元下同时运算处理2k个状态，特定问题传统电脑要2k次方个单位时间进行， 而量子电脑只需要一个单位时间就可处理。

黄讲座教授指出，人工智能未来也会与量子电脑结合，目前人工智能主要依靠大数据、物联网和目前的二进制式电脑组成，要从一堆数据中找到有用的资讯相当不容易；现有二进制式电脑在训练人工智能模型最佳化问题上，也往往需要耗费大量时间，已成为人工智能发展瓶颈之一。黄教授强调，未来人工智能发展趋势将会是由量子电脑结合「万用软件」(即整合同领域的自由软件)进行各项应用。

黄讲座教授说，要控制通用量子逻辑闸的输入讯号，目前为止仍有相当的困难度，因为需要在绝对0度(摄度零下273度)环境才能办到。其他包括量子噪讯、热燥讯等都很有可能造成量子电脑运算错误，这部分都还需要物理学家、电脑科学家等多方面跨领域合作才能解决。

黄吉川讲座教授提到，目前量子电脑已经可以在部分领域中应用，其中一项就是「模拟退火算法」的实现，目前加拿大已有D-Wave这家量子计算公司投入研发，这在未来将可以帮助人类，快速找到一个非线性函数中的全域最佳值。另外量子电脑未来也可以在电脑安全、人工智能、财务模型分析、气象预报、计算化学、药物设计等领域崭露头角，尤其中国大陆的量子人造卫星墨子号，已经可以在RSA公钥加密系统中，将公钥以量子通讯的方式传送，造就出一个极端安全的通讯系统。

黄教授最后聚焦台湾该如何在量子电脑时代取得先机，他指出目前世界主要的几个大国，已经在量子电脑硬件投入大量的资金与人力进行研发，至少已经有7-8种量子电脑硬件标准出现，台湾整体的资源应无法支援如此规模的投资，但是像EDA (电子设计自动化)软件和量子电脑辅助设计QCAD，则很有可能是未来台湾在量子电脑时代可以找到利基的方向，由其是QCAD，可以相对不用投入太庞大的资金，就有机会可以看到成效。

最后黄讲座也邀请亚洲大学一起合办在国家图书馆的量子电脑研习班，一起携手迈向量子运算的新时代！