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活動花絮

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 【Ephys系列演講-1】量子科技革命—Q世代的未來 

 

電物學士學程與應物所共同舉辦Ephys系列演講,11月29日舉辦第一場線上活動邀請到台大物理系教授,同時也是台大IBM量子電腦中心主任張慶瑞演講,張教授以「量子科技革命——Q世代的未來」為題,帶領大家認識應用量子(Quantum)所開啟的嶄新世界,吸引將近百位來自不同系所學院的師生、職員及校外人士參與。

 

張教授在演講開始首先提到,量子環境下的新世代,是一個充滿嶄新科技希望的Q世代,而且Q世代各種機會將比嬰兒潮世代更加絢爛,他強調:「廿歲以下的人絕對無法離開未來量子生態環境,你來學量子,我們讓你變成未來一流人才,你不來學,我們讓你的對手變成一流人才。」點出量子科學是近年及未來科技發展根本性的關鍵知識。

 

張教授闡明,量子理論初創於20世紀初,推動近代對宇宙萬事萬物的深入了解,衝擊了科學、人文與哲學的思維。量子計算從1981年概念提出及初步探索階段,到1994年量子電腦驗證期,2020年量子電腦孵化期,包括我們熟知的Microsoft、Google、IBM等企業開始積極投入準商業化量子電腦的推廣;至今進入到量子電腦的應用階段,實現量子科技的工程及商業化;預估在2025年以後,也就是沒有多久的未來,量子電腦的黃金期、爆炸時代,你我的日常生活便無處不是量子應用產品!

 

那麼,究竟什麼是量子?張教授解釋:「量子並非是一種物質或粒子,而是一種現象,是微觀世界的現象,只是在我們習慣以相對宏觀的世界去思考,很難理解,也不容易觀察到。」他以男女結婚為比喻,又以我們所熟悉的井字遊戲來詮釋量子態及量子糾纏,同時說明量子計算的雛形概念。張教授的各種巧妙比喻,引發聽眾在演講後熱烈的提問。

 

與會中一位目前就讀商學院碩士班的學生提到,曾想修讀一些關於物理的課程,但初始略感困難而選擇放棄,張教授鼓勵,學習有不同層次,就好像初學者可以照著食譜作料理,等能力提升了,再自行研發食譜。量子科學應用領域很廣,鼓勵跨領域學習,例如可朝量子金融、量子資安等方向學習。

 

電物學士學程主任林瑜琤也補充,電物學程和應物所都開設量子物理相關課程,學生可以先跟著基礎課程學習,可透過簡單的程式操作一步一步體會量子計算的概念,幾堂課的洗禮之後必然能掌握量子科學的基礎知識,及瞭解其美妙之處,每年五月是申請雙主位或輔系的時間,也歡迎對量子科學及物理有興趣的同學申請,往成為一流人才邁進。

https://www.nccu.edu.tw/p/405-1000-10594,c87.php?Lang=zh-tw

 

【Ephys系列演講-2】CO2零排放的挑戰

 

2月14日為本學期開學第一天,電子物理學士學位學程與應用物理所便重裝上陣舉辦Ephys演講活動,邀請到中央研究院物理所研究員陳洋元以「二氧化碳零排放的挑戰」為題,與本校師生分享中研院最新低碳能源技術的研究現況。陳洋元為熱電材料及再生能源的專家,近年投入中研院的減碳科技研究計畫;同時是應物所合聘教授的他亦細心指導所上研究生論文,並提供電物學程學生在中研院實習的機會。

 

二氧化碳為已知的溫室氣體,2050年淨零排放是國際共識。為達到這個目標,科技大廠如蘋果公司公開承諾,在2030年底前其所有產品將實現碳中和,蘋果供應鏈中包括台積電、鴻海、仁寶等多家臺灣廠商,也在蘋果「供應鏈潔淨能源計畫」之列。淨零排放不只是崇高的環保議題,影響所及更足以牽動全世界的經濟發展!

 

陳洋元指出臺灣要與全球同步達成2050年零排碳的目標,必須在2030年先減碳40%才有機會!針對臺灣目前以天然氣發電為最大宗(47%),因此中研院團隊研發分解甲烷成碳及氫氣的技術,來避免形成二氧化碳,並獲氫氣能源。後續再努力提升淨輸出能量,以及再利用分解出的碳,將可增大經濟效益。

 

除了說明裂解甲烷提取碳及氫的技術,陳洋元也介紹熱電材料的原理及應用──可將熱能及電能作交互轉換。他強調熱電材料利用環境溫差來發電,是一種擁有廣大應用範疇的綠能材料,從太空探索、廢熱回收系統至各類民生用品都可看到其應用的蹤跡,預計到2025年產值可達17億美元。他也分享在實驗室應用熱電材料製做的行動電源,永遠不必充電。 

 

演講最後陳洋元呼籲,沒有一種單一發電方法是完美的,核能有災害風險考量,風力發電及太陽能有季節或晝夜的限制,還有各類發電帶來的廢物處理問題,因此在科學家努力發展能源新技術的同時,大家也要盡己所能節約用電、減少耗能。

 

雖然是開學首日,又在防疫措施下限縮實體參與人數,但藉由線上直播,近百名師生及校外人士仍踴躍參與,大家共同關心淨零排放的新科技,期待如陳洋元所提及,這一代創造經濟成果,產生了碳排放的問題,應與下一代共同留心、研擬解決方案。

https://www.nccu.edu.tw/p/405-1000-11044,c87.php?Lang=zh-tw

 

【Ephys系列演講-3】謝光宇談半導體與人類文明進化

 

由電物學士學位學程與應用物理所共同舉辦的Ephys講座,3月28日第三場邀請旺宏電子前瞻技術實驗室處長謝光宇,進行全場約2小時演講。他以深入淺出的方式,介紹半導體科學的發展與核心技術演進,以及未來在產業應用的趨勢。

 

謝光宇從一張1997年世界西洋棋棋王輸給了電腦「Deep Blue」的歷史照片開始。當時的棋王Garry Kasparov一秒能思考四步棋,而電腦的運算速度每秒高達400,000,000步棋,於是電腦擊敗棋王。至今電腦不但可以處理結構更加複雜的資料,還能作邏輯判斷、自我學習,甚至AI主播也已經問世,人工智慧的時代已經悄悄來臨,人類已不知不覺浸潤其中。他分析人工智慧崛起有三個主因,包括:海量的資料,高超的計算能力,以及精進的演算法;演算法屬於軟體層面,而資料儲存與計算能力的關鍵,就在半導體。

 

人類二十世紀以來的重大發明或科技進展,舉凡汽車、飛機、無線通訊、雷射、電腦、手機、無人機等,無一不仰賴半導體技術;謝光宇再舉科幻小說如Jules Verne的《從地球到月球》,以及《星際迷航》影片為例,裡面的夢想科技都逐一被實現了,他說:「沒有半導體,這些都做不到。」

 

1947年三位物理學家運用半導體特性發明第一顆電晶體,利用電壓控制位元0與1,實現基本運算所需的邏輯閘;經過十年,積體電路(IC)被研發出來。至今半導體技術讓電晶體微小化,同時降低耗能並提升運算速度;目前一個只有鬆餅大的晶片上,可以鑲進2.6兆個電晶體。謝光宇強調半導體技術的快速發展,人類文明進入一個前所未有的資訊爆發時代;誰擁有數據,誰就掌握局勢。但降低能量消耗將是現在最關鍵的技術。

 

談到半導體未來的應用,謝光宇認為電動車、自動駕駛、元宇宙,乃至量子計算均是半導體應用發展趨勢。他強調在越來越複雜的工業技術下,電機、物理、化學、數學、資科各領域知識都是半導體業界所需。在演講中他更數度提到,業界需要有邏輯判斷能力的人才──簡言之是可以解決問題的人才。他表示:「不論是理工科、文法商,越是具備這樣的能力,越是業界需要的人才!」

 

整個演講在謝光宇妙語如珠的幽默談話中結束,當被問及對臺灣半導體業未來的願景是什麼?他直言不諱:「我想是賺錢吧!」此話一出,在場觀眾笑聲一片。但其實他更期盼的是整體經濟成長,半導體業設廠帶動地區經濟、各產業發展,以及人才的需求。

 

演講活動後謝光宇與理學院院長陸行,應物所、資訊系、科管與智財所老師們討論共同培育人才計畫,規劃以本學程及應物所課程作為未來與該公司共同育才的平臺。歡迎有興趣的各科系學生雙主修電物學程,並關注相關課程的規劃。詳情可參考學程網頁https://ephys.nccu.edu.tw/

https://www.nccu.edu.tw/p/406-1000-11328,r17.php?Lang=zh-tw

 

【Ephys系列講座】日後將不定期舉辦,歡迎大家關注,或點選連結進一步了解。

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