這是由量子計算研究所所長謝明修、研究員Michael de Oliveira、實習生林鼎鈞及實習生Adam Wills與跨國團隊合作的兩項最新基礎理論研究。
FOCS(IEEE Symposium on Foundations of Computer Science,IEEE電腦科學基礎研討會)是由IEEE主辦的旗艦頂會,與ACM的STOC並列為全球理論計算機科學界的最高學術殿堂。會議聚焦於演算法設計、計算複雜度、密碼學及量子計算等數學底層理論。FOCS對論文的嚴謹度與數學證明有極高要求,每年僅接收少數最具突破性的研究成果,被視為引領未來電腦科學發展的指標。
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量子科技被視為顛覆未來資安、材料、金融與人工智慧的核心技術
值得關注的是,在今年FOCS接收的所有論文中,來自台灣的研究單位僅有鴻海研究院,充分彰顯鴻海在次世代量子科技關鍵基礎架構上的領先地位。
量子科技被視為顛覆未來資安、材料、金融與人工智慧的核心技術,而所有硬體工程的突破,都必須建立在底層數學與演算法理論的基礎之上。
量子計算研究所謝明修所長表示,本次研究能成為全台唯一登上頂級會議的成果,不僅證明了台灣在量子基礎理論的研究已具備國際頂尖水準,更印證了鴻海深耕前瞻科學與培育青年科研人才的決心。未來量子所將持續攜手全球頂尖科研團隊,為次世代科技基礎設施提供最堅實的理論支撐。
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幫助開發更有效率的演算法加速 實現高效能的量子電腦
第一篇獲選論文“Worst-case depth hierarchy for shallow quantum circuits”聚焦於「淺層量子電路的深度階層理論」。
在量子運算中,「電路深度」就像是運算過程中必須按順序執行的步驟總數(相當於運作時間)。當前的量子硬體受限於技術,只能執行步驟少、時間短的「淺層運算」。鴻海研究團隊成功建立了一套數學架構,嚴謹證明了運算步驟只要每增加一層,量子電腦能解題的範圍就會產生明確的「階層式跳躍」。
這項成果就像是繪製出一張精確的「量子計算能力地圖」,幫助全球科學家清楚掌握現階段量子裝置的運算能力邊界,幫助開發更有效率的演算法,加速實現高效能的量子電腦。
打造能穩定運作的大型量子電腦與量子通訊網路
第二篇論文“Linear-Time Encodable and Decodable Quantum Error-Correcting Codes”則解決了量子電腦最棘手的雜訊難題——「線性時間編解碼的量子錯誤更正碼」。
量子電腦運算力強大,但量子位元極度脆弱,周遭環境只要有微小的溫度起伏或雜訊干擾,計算資訊就會瞬間崩潰。因此,量子電腦必須在極短時間內即時偵測並修復錯誤。然而,如果修復與編碼的計算過程太複雜、耗時太長,錯誤還沒修好,量子位元就已經損壞。
量子所團隊成功研發出創新的編解碼架構,大幅簡化修復步驟,讓電腦能以極高效率的「線性時間」完成除錯。這項突破如同為量子位元穿上一件能「瞬間自我修補」的智慧防護衣,為未來打造能穩定運作的大型量子電腦與量子通訊網路,奠定了關鍵基石。


