- 詳細說明
課程介紹
隨著計算技術的快速發展，量子計算 正在改變我們對資訊處理的理解。與傳統計算相比，量子計算利用 量子位元（Qubit）、量子疊加與糾纏 等原理，能夠在某些計算任務上大幅提升效率，推動人工智慧、密碼學、金融建模與藥物研發等領域的創新。
本課程旨在幫助學生理解 量子計算的基本概念、運作機理、核心算法，並透過實作與模擬，讓學生親身體驗量子計算的應用場景。 課程內容涵蓋：
- 量子物理基礎：學習量子力學基本概念，如疊加態、量子糾纏、測量機制等。
- 量子計算的基本原理：認識量子位元（Qubit）、量子閘操作（如 Hadamard 門、CNOT 門）。
- 量子計算的實際應用：如密碼學（Shor 演算法）、機器學習、量子模擬與優化問題解決。
- 量子計算的發展趨勢：探討 Google、IBM 及各國政府在量子技術研究與應用。 此外，課程將安排 量子計算模擬實驗，學生將學習如何使用 IBM Qiskit、Google Quantum AI 等雲端量子計算平台進行量子電路設計與演算法測試，並參訪量子計算研究機構，了解最新的技術發展與應用。
項目導師
- 比利時魯汶大學物理學博士、國立臺灣大學物理學系教授、台灣大學師資培育中心主任、科技部駐莫斯科代表處科技組組長、國立高雄大學 應用物理學系教授兼系主任、國立高雄師範大學 物理學系教授、日本東京工業大學電子物理所客員研究員
- 香港城市大學物理學系主任、北京大學物理學院理學學士學位、美國哥倫比亞大學物理系取得哲學博士學位、美國馬裏蘭大學凝聚態理論研究中心任職博士後研究員。產學合作：主要研究包括量子物理學理論
課程內容
單元一：量子物理基礎
量子力學的基本原則（如 疊加態、糾纏態）、波函數與量子測量機制、雙縫實驗與量子力學的實驗驗證
單元二：量子計算簡介
量子位元（Qubit）的概念與特性、傳統計算 vs. 量子計算的區別、量子計算的基本運算邏輯（Hadamard 門、CNOT 門等）
單元三：量子計算實際應用（一）
量子計算在密碼學中的應用（如 Shor 演算法破解 RSA 加密）、量子模擬在材料科學與藥物研發的應用、量子計算在金融市場分析與投資風險評估中的應用
單元四：量子計算實際應用（二）
量子計算與機器學習的結合、量子計算如何解決優化問題（如供應鏈優化、路徑尋找）、量子計算的未來發展趨勢與技術競爭（Google、IBM、微軟等量子計算計畫）
單元五：量子計算實作操作
透過 IBM Qiskit 進行量子電路設計、量子算法的基礎實作（如 Grover 搜索演算法）、使用量子計算模擬平台進行演算法測試
單元六：量子計算實驗室參訪
參訪量子計算實驗室或研究中心、模擬量子計算的實際應用案例、使用雲端平台（如 IBM Quantum、Google Quantum AI）學習量子計算的基本操作
課程上課收穫
- 量子計算與量子力學的基礎知識：了解量子計算的基本原理，如量子位元、量子閘與疊加態。
- 掌握量子計算在不同領域的應用：學習量子計算在密碼學、機器學習、金融、材料科學等領域的應用方式。
- 量子計算技術的實作能力：透過 IBM Qiskit、Google Quantum AI 進行實際操作，學習設計量子電路與運行演算法。
- 了解量子計算產業的發展趨勢：分析 Google、IBM、微軟等科技企業在量子計算領域的最新技術突破與應用場景。
- 參訪量子計算研究機構與技術專家交流：透過實地參訪與案例分析，了解量子計算技術的未來發展與挑戰。
適合人群
本課程主要面向 初高中生，特別適合以下類型的學生：
- 對量子計算、數學與物理有興趣的學生：希望深入了解量子科技與數理邏輯應用。
- 計劃報考計算機科學、物理學、數學、人工智慧相關科系的學生：希望提前學習量子計算的基礎知識。
- 對加密技術、人工智慧與未來科技發展感興趣的學生：想學習如何運用量子計算提升 AI 訓練效率與資訊安全。
- 對未來職業發展有規劃的學生：希望探索量子計算在學術與產業領域的應用，提升自身競爭力。
