由國科會補助支持的國立成功大學數學系副教授舒宇宸之「數位退火研發推動計畫」，近日與仁寶電腦啟動合作，將共同加速開發量子啟發運算的實務應用。此次合作為推動前瞻量子科技產業化樹立典範，透過學界與業界的密切合作，量子啟發運算將不再僅停留於理論層面，而是實際走入市場、創造經濟價值。
什麼是退火運算？
生活中有很多需要處理的「最佳化問題」，就是在眾多可能解中，找出最符合條件的「最優解」，例如如何讓配送的路線最短、成本最低，或資源分配最有效率等，這些問題在傳統計算中被歸類在耗時久且難以處理的複雜型問題。雖然量子電腦被認為因其量子位元具指數性成長運算能力的優勢可有效處理最佳化問題，但在量子電腦運算技術成熟前，產學界開發硬體技術或在現有高速運算電腦主機中發展軟體技術(如GPU的平行運算等)發展「退火技術」，以模擬量子運算來挑戰此類最佳化問題。其原理靈感來自「退火」(annealing)這一物理過程：就像金屬在加熱後緩慢冷卻，最終可形成穩定的結晶結構。不同於傳統電腦靠一一嘗試找答案的運算方式，退火運算利用硬體或軟體計算方式模擬量子運算的方式從大量的可能解答中收斂，找到最理想的解答，以大幅提升解題效率，因此特別適用於傳統電腦運算中難以處理的大規模複雜最佳化問題。
舒宇宸所領導之「數位退火研發推動計畫」，即採用不同的退火技術來進行推廣、研究、驗證及開發應用(如組合優化問題、排班問題、大型實驗設計生成、藥物分子設計、光學微影技術的反向光罩設計及MicroLED製程優化等多個應用)。此次團隊與仁寶電腦啟動合作，將使用仁寶電腦的GPU驅動的加速運算應用產品(Compal GPU Annealer)，來探討在GPU上如何透過平行處理達到更高效能的退火運算，並在不同領域與仁寶合作研究量子啟發運算應用。
深耕量子科技軟體技術，完備研發應用生態系
國科會表示，政府長期看重量子運算科技的戰略地位，特別是在量子演算法與軟體開發等關鍵技術方面，已納入國家科技發展計畫之中。目前先進國家皆加速發展量子電腦硬體，相應的軟體技術與演算法的推進亦非常重要。此次合作即為此一戰略方向下的成果，未來也將鼓勵更多學研單位與業界攜手共同研發量子軟硬體關鍵技術。
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