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量子計算入門課程：從量子位元到電路實作與實驗室參訪
量子電腦如何處理資訊？量子位元與傳統位元有什麼不同？台灣學聯量子計算課程從基礎概念出發，結合理論介紹、模擬實作與實驗室參訪，引導學生認識量子科技，探索物理、資訊與數學交會的學習方向。
課程重點一覽
- 課程主題：量子計算基礎、量子電路與應用探索。
- 學習方式：理論介紹、模擬實作與量子計算實驗室參訪。
- 核心概念：量子位元、疊加、糾纏、測量與量子閘。
- 上課時間：09:00–12:00、13:30–16:30。
- 適合對象：對量子科技、物理、數學、資訊或人工智慧感興趣的學生。
- 預定地點：捷運公館站或捷運科技大樓站附近，詳細場地依開課通知為準。
一、課程介紹｜量子計算是什麼？
量子計算是一種利用量子力學規則處理資訊的計算方式。不同於傳統電腦以位元表示0或1，量子計算以量子位元（Qubit）為基礎，透過量子態的疊加、糾纏與干涉，以及量子閘操作與測量，執行特定的計算程序。
本課程旨在協助學生建立量子計算的基礎認識，理解重要概念、運作方式與代表性演算法，並透過模擬實作，觀察量子電路的操作與測量結果。
在應用探索上，課程將介紹密碼學、機器學習、金融建模、材料與分子模擬等研究議題，帶領學生思考量子計算可能適用的問題，以及從理論走向實際應用時需要面對的條件與限制。
四大學習主題
- 量子物理基礎： 認識疊加態、量子糾纏與測量，建立理解量子資訊的基礎。
- 量子計算原理： 了解量子位元與量子電路，認識Hadamard閘、CNOT閘等基本操作。
- 演算法與應用議題： 介紹Shor演算法與密碼學的關聯，探索量子機器學習、量子模擬及最佳化問題。
- 量子科技發展： 認識IBM、Google等科技企業與各國量子研究計畫，了解研究方向與應用挑戰。
從概念理解走向量子電路模擬
課程將安排量子計算模擬與實作，帶領學生認識Qiskit等量子軟體工具，以及Google Quantum AI相關開發資源，練習量子電路設計與演算法測試。實際使用工具、操作環境與實作範圍，依授課安排為準。
二、項目導師
W 教授
學歷：美國哥倫比亞大學物理學博士
經歷：香港城市大學物理系副系主任。
研究領域：量子物理、凝聚態理論及關聯電子系統。
研究成果與榮譽： 提出SUPCODE量子閘理論，於《Nature Communications》（自然通訊）發表多篇論文，並獲香港城市大學校長嘉許獎。
F 教授
學歷：比利時魯汶大學物理學博士
經歷： 臺灣大學物理系教授、臺灣量子計算與信息技術協會秘書長，曾於日本東京工業大學從事客座研究。
研究領域：量子與奈米科技、奈米磁性生醫應用。
三、課程內容｜理論、實作與實驗室參訪
上午課程｜09:00–12:00
- 量子力學的基本原則： 認識疊加、糾纏與測量等核心概念。
- 量子計算簡介： 了解量子位元、量子閘與量子電路，建立量子資訊處理的基礎認識。
下午課程｜13:30–16:30
- 量子計算應用探索： 認識代表性演算法，以及密碼學、機器學習與量子模擬等應用議題。
- 量子計算實作操作： 透過軟體工具進行量子電路設計、模擬與結果觀察。
- 量子計算實驗室參訪： 認識量子研究環境，連結課堂概念與研究工作。
※ 休息時間（午休時間除外）將視現場狀況彈性調整。實驗室參訪地點與流程依課程安排及開課通知為準。
四、課程收穫｜建立量子科技的入門能力
- 建立基礎概念： 認識量子位元、量子閘、疊加與糾纏，理解量子計算與傳統計算的基本差異。
- 理解應用方向： 了解量子計算在密碼學、機器學習、金融與材料科學等領域的研究議題，練習區分應用潛力與實際條件。
- 累積初步實作經驗： 透過量子軟體工具與模擬操作，練習設計基礎量子電路、執行計算並觀察結果。
- 拓展學習與職涯視野： 認識科技企業與學術機構的量子研究方向，透過實驗室參訪，思考物理、資訊及數學相關科系的學習路徑。
五、適合哪些學生參加？
- 對量子計算、數學與物理有興趣的學生： 希望認識量子科技，了解數理概念如何用於資訊處理。
- 正在探索相關大學科系的學生： 對資訊工程、計算機科學、物理、數學或人工智慧相關學程感興趣，希望提前接觸跨領域主題。
- 關注密碼學、AI與未來科技的學生： 希望了解量子計算與資訊安全、機器學習的關聯，以及相關研究的可能性與限制。
- 希望探索研究與職涯方向的學生： 想透過課堂學習、模擬操作與實驗室參訪，認識量子科技的學術與產業發展方向。
六、報名與上課注意事項
- 本課程須達20位報名人數方能開課。若因人數不足無法開課，台灣學聯將全額退費，或經學員同意後延期開課。
- 本課程費用不包含午餐，請學員自理。
- 上課地點將安排於捷運公館站或捷運科技大樓站附近。
- 開課前一週將寄送開課通知至報名信箱，內有詳細資訊，務必仔細閱讀。課程師資、內容、授課時間及場地等，台灣學聯保留變更之權利。
- 課程期間禁止學員錄影、錄音。
- 課程內容可能因實際情況進行微調，台灣學聯保有最終調整、修改及解釋之權利。
量子計算課程｜常見問題
這門量子計算課程會學到什麼？
課程涵蓋量子力學基本概念、量子位元、量子閘、量子計算應用與模擬實作，並安排量子計算實驗室參訪，協助學生從概念、操作與研究環境三個面向認識量子科技。
沒有量子力學或程式基礎，可以參加嗎？
課程內容從量子力學與量子計算的基本概念開始，但目前課程資訊未列出先備能力要求。若尚無相關學習經驗，建議報名前向台灣學聯確認數學、物理與程式基礎需求。
課程會使用哪些量子計算工具？
課程介紹包含Qiskit及Google Quantum AI相關開發資源，實作以量子電路設計、模擬與演算法測試為方向。實際使用的軟體、帳號與操作環境，依授課安排為準。
課程有實驗室參訪嗎？
有，下午課表列有量子計算實驗室參訪。詳細參訪地點、流程與當日安排，依課程安排及開課通知為準。
需要自備筆記型電腦嗎？
目前課程資訊未註明設備需求。因課程包含實作，請於報名前確認是否需要自備筆記型電腦、安裝軟體或申請帳號，並留意開課通知中的準備事項。
上課時間、地點與開課門檻為何？
上課時間為09:00–12:00及13:30–16:30，地點預計安排於捷運公館站或捷運科技大樓站附近。本課程須達20位報名人數方能開課；若人數不足，台灣學聯將全額退費，或經學員同意後延期開課。
