量子計算

全球主要計算機中心和研究機構對於量子計算抱持的莫大的期待，作為一門快速發展的科學計算領域，量子計算被視為解決人類所面臨的某些最複雜和最具挑戰性問題的關鍵。例如在製藥、化學和能源產業中開發新產品和新材料；以及解決供應鏈、路徑規劃和投資組合管理等複雜的最佳化問題。通過整合物理科學、資訊和計算機科學等跨領域技術，研究人員致力於擴展高效能計算的可能性，從而挑戰最困難的計算問題。

一個我們重要的任務是實現量子計算資源與現有高效能運算（HPC）基礎設施的無縫整合。量子電腦並非旨在取代超級電腦，而是期望兩者能夠相輔相成、共同運作。這種結合被視為未來超級電腦解決方案的基本組成，因為超級電腦對於控制量子計算、量子糾錯以及解決整體問題中不適用量子方法的古典運算部分至關重要。通過實施混合運算（hybrid computing）模式，將量子電腦和高效能計算整合起來，使現在的超級電腦變得更加強大。我們的目標是將量子計算從最尖端的物理實驗室帶入日常研究工作之中，並透過開發通用且靈活的軟體工具來滿足廣泛用戶研究上的需求。例如，利用當前最先進的超級電腦提供驗證量子演算法和基準評測的模擬器；又或者是提供易於存取的雲端介面。

而現在量子電腦就像寒武紀大爆發一樣，有各式各樣的實現方式可以利用量子的特性進行計算，例如超導量子位元、離子阱、中性原子及光量子位元等等，每種量子技術可能都適用於非常特殊的應用，有鑒於此我們需要一個能讓使用者測試並比較不同硬體優勢的「量子競技場」，量子競技場的目標是將多樣化的量子計算硬體納入台灣現有的高效能運算（HPC）環境中，幫助台灣在從 含噪聲中尺度量子計算(Noisy Intermediate-Scale Quantum , NISQ) 時代邁向通用容錯量子計算(Fault-Tolerant Quantum Computing, FTQC)的競賽中維持國際的競爭力。


超導類型量子電腦(示意圖)

技術諮詢：楊安正博士 acyang@niar.org.tw