因应现今生活中有很多需要处理的「最隹化问题」,就是在众多可能解中,找出最符合条件的「最优解」。包括如何让配送的路线最短、成本最低或资源分配最有效率等,常被归类在传统计算中耗时久,且难以处理的复杂型问题。由国科会补助成功大学??教授舒宇宸领导的数位退火研发推动计画,则与仁宝电脑启动合作,将共同加速开发量子启发运算的实务应用。
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量子国家队联手仁宝 开发退火运算应用 |
虽然量子电脑因其量子位元具指数性成长运算能力的优势,可有效处理最隹化问题,但在量子电脑运算技术成熟前,先由产学界开发硬体技术,或是在现有高速运算电脑主机中发展软体技术。如GPU的平行运算等发展「退火技术」,即以模拟量子运算来挑战此类最隹化问题。其原理灵感来自「退火(annealing)」这一物理过程,就像金属在加热後缓慢冷却,最终可形成稳定的结晶结构。
且有别於传统电脑靠一一尝试找答案的运算方式,退火运算则利用硬体或软体计算来模拟量子运算的方式,从大量的可能解答中收敛并找到最理想的解答,以大幅提升解题效率。因此,特别适用於传统电脑运算中难以处理的大规模复杂最隹化问题,从模拟物理现象到解决实际问题
舒宇宸所领导的数位退火研发推动计画,还采用不同的退火技术来进行推广、研究、验证及开发应用,如组合优化问题、排班问题、大型实验设计生成、药物分子设计、光学微影技术的反向光罩设计及MicroLED制程优化等多个应用。
此次团队与仁宝电脑启动合作,将利用仁宝电脑的GPU驱动的加速运算应用产品(Compal GPU Annealer)来探讨在如何GPU上,透过平行处理达到更高效能的退火运算;并在不同领域,与仁宝合作研究量子启发运算应用。
政府长期看重量子运算科技的战略地位,特别是在量子演算法与软体开发等关键技术方面,已纳入国家科技发展计画之中。目前先进国家皆加速发展量子电脑硬体,相应的软体技术与演算法的推进亦非常重要,未来也鼓励与工研院等更多学研单位与业界携手,共同研发量子软硬体关键技术,完备研发应用生态系。
此次合作也展现台湾学术研究成果转译为具体产业解决方案的可行性,为推动前瞻量子科技产业化树立典范。透过与业界的密切合作,量子启发运算将不再仅停留於理论层面,而是实际走入市场、创造经济价值。