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中原大學助力「量子科技」發展 產學研合作開發「數位退火演算法」

國科會於5月2日召開學術成果記者會宣布,在國科會支持下,中原大學張慶瑞講座教授、臺灣大學卓建宏博士生與台塑公司、資策會,結合產學研共同研究,使用富士通(Fujitsu)的數位退火硬體,成功開發出數位退火演算法,對產業在進行化合物合成與尋找新化合物有良好加速效果,該成果也刊上國際期刊封面。

數位退火主要目的是為了在量子電腦發展成熟到可正式運算前,嘗試解決傳統計算耗時過久而無法處理的複雜問題。而中原大學和台大博士生結合產業專家等團隊,開發出適用於環狀化合物篩選的數位退火演算法,讓產業篩選材料所需的時間大幅縮短至原來的1/10,希望能成為產業發展的加速助力。

國科會表示,結合產學研的化工、資訊、物理及數學跨領域專家,歷時兩年以上的長期討論與互動,在國科會支持協助下開發出適用於環狀化合物篩選之數位退火演算法,並在使用台塑公司之完整化合物數據庫「二次不受限二進位最佳化」(QUBO)之擬合參數,將研發之演算法結果於富士通的第三代數位退火硬體中執行後,獲得顯著績效。此結果更被遴選為下期國際期刊工業與工程化學研究(Industrial & Engineering Chemistry Research, I&EC)封面之一。

研究團隊指出,經過計算程序篩選出的分子經台塑先導工廠確認之後,正投入PVC製程的相關測試當中。從產業的角度來看,此種篩選技術在材料開發領域具備無窮的應用潛力。團隊正致力於將已開發之演算法延伸至其他化合物之應用中,並針對吸水性材料,電池添加劑進行研發,且在光電、觸媒材料等領域展開初步嘗試,顯示出加速產業發展的潛力。

中原大學量子資訊中心主任張慶瑞講座教授說明,量子電腦仍在研發中,目前先用半導體技術模擬量子機器,回答古典電腦難解決的複雜問題,就是「數位退火」;「退火」一詞是從古代鍛造的升降溫工法而來,象徵該技術的特性。

中原大學張光正董事長也出席記者會並指出,中原除了積極與台塑、富士通公司合作,盼協助優化台塑材料配方,校方也成立了智慧運算與大數據學士班暨碩士學位學程,以及智慧運算與量子資訊學院,率先結合人工智慧、大數據分析與量子計算技術,搭配專業課程,培育與時俱進的量子科技人才。

國科會說明,數位退火係藉由執行平行且即時的計算,可在短時間內處理複雜的組合最佳化問題,而數位退火技術最適合用於解決組合最佳化的各種問題。目前退火技術的使用研究及軟體開發,也是「量子國家隊」計畫中的一部分。

中原大學在張慶瑞講座教授帶領下,成為「量子國家隊」的一員,量子資訊中心更攜手日本富士通與台塑集團展開量子計算之研究。在國科會支持下,中原大學結合跨校、跨域、跨產業及跨國際資源,全力推動量子科技,期望能為台灣培育更多量子科技人才、深入量子科技之研究,開發更多量子科技的應用,實踐「以智慧慎用科技與人文的專業知識,造福人群」之教育理念!

合影左起為中原大學蘇政維、台塑公司系統設計資工師李宗憓、台塑副總李應源、中原大學教授張慶瑞、國立臺灣大學理學院院長吳俊傑、台塑公司總經理郭文筆、國科會自然處處長羅夢凡、中原大學董事長張光正、國立臺灣大學物理系博士生卓建宏、富士通董事長王彥人、中原大學副校長洪穎怡。(照片來源:國科會)

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