林宇軒/燃燒熱情的量子電腦教育平台

Qracon2024學生量子電腦年會。照片提供/前瞻量子教育平台EntangleTech團隊
Qracon2024學生量子電腦年會。照片提供/前瞻量子教育平台EntangleTech團隊

現在就讀於陽明交通大學百川學士學程的張仁瑀,在線上會議室中大方地談起「SQCS學生量子電腦交流會」草創至今的心路歷程。從名稱來觀察,「學生」、「量子電腦」、「交流」三個關鍵字似乎無法概括他們的關懷──實際上的成員不只有學生,著重的面向也不僅止於交流,更加入了「科普」的教育思維。

從完全不會到黑客松營隊

2019年,正值高中一年級的仁瑀在朋友介紹下,從零開始認識量子電腦。

「我去查那個網站,發現它是英文的,就把畫面關掉了。」仁瑀說:「這件事情滿好笑的,但很真切地發生在很多學生身上。」經過了幾個月時間的摸索,他發現台灣在這方面的教育資源非常稀少,大家往往也因為語言上的障礙而停止;如果要學習就必須和他一樣,配合國外的上課時間,半夜四、五點爬起床聽課。

為了聚集更多對這個領域有興趣的學生、更有效率地整理外文資源,仁瑀於是和育兆等幾位朋友創立了SQCS學生量子電腦交流會,期待在網路上共同學習。在臉書公布消息後,出乎意料地吸引到三、四百人報名,而目前的伺服器已經有一千多人加入。

除了線上交流,仁瑀也辦理實體的工作坊和黑客松(hackathon,程式設計馬拉松)營隊,培育學員運用「量子演算法」來解決問題,而後進一步鼓勵學員開發量子桌遊、卜卦等具有創意性的活動,開拓量子計算在多領域的應用前景。儘管他僅自學半年多,但前來參與的成員從高中生到年紀比他長的社會人士皆有。藉由這些活動,他們讓大家對量子電腦有了基本的認識,進一步學會量子計算的基本操作,甚至可以完成一個獨立的專題。

校內課業成績並不是一切

不過,仁瑀也不是從小就對量子電腦有著濃厚的興趣。

從一開始單純喜歡物理,到後來將目標確定在物理相關科系,他才進一步認知到往後勢必要選擇一個領域深入發展。幾經思考,仁瑀發現「量子物理」和「量子電腦」聽起來滿像的,於是重新打開關掉的畫面,嘗試更深一層的學習──儘管英文能力造成了一些困難,但他仍在過程中感到很開心。

「體制內的教育有沒有幫助我學習量子計算?老實說是沒有的,學校老師也不知道什麼是量子計算。」仁瑀在接觸量子電腦之後,課業成績反而一落千丈,和他就讀自然教育實驗班的身分並沒有互補。對於這個尚未被普遍認知的領域,他除了得承擔師長們不理解的眼光,還要額外花費心力學習。

值得慶幸的是,這些挫折並不影響他的熱忱。高中階段,仁瑀和朋友們出國打了許多比賽並獲獎,後來撰寫了《量子電腦應用與世界級競賽實務》一書──除了量子計算的基礎知識,也加入目前市面上相關書籍沒有提及的演算法實作,當然也包含他們比賽的案例和學習過程的心得。這些經驗影響了組織後來設定的目標:透過多元的管道彙整資料以利快速學習,降低量子計算在華語地區的學習門檻。

帶領學員們使用Classiq量子計算工具進行Grover演算法實作。照片提供/前瞻量子教育平台EntangleTech團隊

分工合作,尋找資源和經費

草創初期的他們沒有任何經費支援,活動都靠自己或拜託身邊的朋友一起完成。因為如此,所有支出皆會轉嫁到參與的學員身上,必須儘量壓低成本。

「我找了大大小小兩百多家公司吧,沒有得到正面的回應。」在不斷寫信、打電話之後,仁瑀才獲得校內教授的協助。不過,這樣的情況到2023年要舉辦第一屆QRACON學生量子電腦年會時,高昂的場地費、演講費,就迫使他們得另尋他法。

綜覽整個團隊執行的內容,包含社群網站的科學普及、電子報的撰寫、實體的量子小聚、會員網站的經營,以及國外新聞統整等,可謂相當龐大。幸運的是,他們得知台積電青年築夢計畫的資訊後,申請參賽並順利獲得獎助,有了後續經費與知識層面的協助,運作起來不再如過往拮据。

團隊今年正式從原本的「SQCS學生量子電腦交流會」,改為「前瞻量子教育平台EntangleTech」,主要成員除了仁瑀還有就讀成功大學的徐育兆。透過台積電青年築夢計畫所安排的專屬陪伴業師,他們在資深工程師與技術副理的指導下持續成長,積極地討論時新的議題,比如量子晶片和台積電半導體在生產操作上的差異、NVIDIA執行長黃仁勳在台北國際電腦展的演講等。

仁瑀很感謝提供幫助的各方人士,讓他們有心力產出一般大眾感興趣的內容,「過去做完也不知道能夠得到什麼,現在會覺得這是有意義的。」

每年全台最大的量子教育行動

去年已舉辦過一次的學生量子電腦年會,宗旨在於匯集量子計算的資源,藉由大家相聚討論的機會,回應台灣目前量子教育在政策和教材上的缺乏。今年的第二屆年會在中研院人文社會科學院區盛大舉辦,除了規畫演講和交流活動,更舉辦「量子科普海報競賽」,學生更有參與感,同時讓定期舉行的年會達到四、五百人參與的規模,成為每年全台最大的量子教育行動。

回顧過往一整段的歷程,仁瑀笑說有時會遇到參與度不佳的情況,比如原本每月一次的量子小聚,就曾因報名狀況不理想而取消,經過檢討、調整舉辦的時間和場地後,整體的參與度就有所改善,甚至從高中生、工程師到業界人士皆來參加,可以看出當中的多元性。

對於EntangleTech的未來,仁瑀說他們預計將成立協會,以正式的社團法人繼續經營。讓彼此的身分和金流更加明確之外,也預計透過會員制度邀請其他研究生和教授加入。作為一個由學生所主導的組織,EntangleTech確實以一個教育體制外的姿態促進了學生對量子計算的交流和學習,讓看似高深的量子電腦,逐漸走入了一些人們的日常之中。

第九屆台積電青年築夢計畫。圖/台積電文教基金會

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