赶在量子电脑硬体成熟前 台湾要先做出7种量子软体

台湾量子电脑暨信息科技协会与富士康研究院2021年12月时曾共同举办量子论坛，聚焦台湾在量子软件的可能发展。因为量子位数量规模逐渐增大后，以量子电路来描述要进行的量子运算将变得太复杂而不可行，需进一步发展较高端的量子程序语言。

芝加哥大学（University of Chicago）物理系教授金政指出，现在国际上很多机构其实还在摸索，但台湾不要等到量子平台有了才要做软件研究，届时台湾就没有优势了。美国不论能源部（DOE）、国家科学基金会（NSF）都已释出许多量子研究计划，成立很多新的教育计划，在美国学量子的学生毕业后不用担心找不到工作。

在IBM、Google、Microsoft的关注下，量子计算机结构与量子操作系统已经成兵家必争之地。量子电脑在量子因数分解算法、量子查找算法等方面具有更佳的效率。此外，量子退火（quantum annealing）、量子绝热（quantum adiabatic）和量子概算（quantum approximate）最佳化等利用量子力学的算法，若用来处理实务上的问题，很有可能带来新的计算科学革命。

根据学界分类，量子科技软件技术包括：算法、软件界面、程序语言、量子口令学与后量子口令学、量子模拟器与量子计算应用等7种，台湾若要培育量子科技软件技术高端人才，就有必要投入量子软件的研究，等量子电脑硬件技术更加成熟后，台湾的量子软件即可迅速上场投入金融、制药、材料、国防等应用。

目前科技部公告台湾学界可投入的量子软件研究议题包括：量子算法、量子电脑程序语言设计与使用者界面开发、量子口令学与后量子口令学、量子启发应用计算。

量子算法包含量子概算最佳化算法、适用于杂讯中等规模量子电脑之量子算法、Shor算法的高效实施、量子纠错码与容错量子计算、高性能的古典数据量子化编码和量子可观察量读取、及其他量子演算法基础研究。

量子电脑程序语言设计与使用者界面开发，包含量子程序语言的设计、量子程序的验证与测试、及有效率的量子程序编译器。使用者界面设计，主要涵盖使用者与量子电脑、软件或应用等互动的界面设计。

量子口令学与后量子口令学，包含口令学的后量子安全性、实用后量子口令学、设备无关量子口令学、量子多方安全计算与委任量子计算、及其他量子口令的基础理论研究。

量子启发应用计算，则包含量子电路的最佳化、量子化学能阶结构分析、量子金融、量子机器学习、量子新药与材料模拟、量子运输管理、量子可逆电路合成算法、量子退火、及其他量子启发应用计算。

责任编辑：朱原弘