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新加坡量子新創Entropica Labs執行長Tommaso Demarie 用量子技術提供複雜問題最佳解

新加坡量子運算新創Entropica Labs是新加坡政府創投SGInnovate投資的深科技新創公司之一。作為獲得新加坡以政策和金融生態圈大力支持的量子新創,Entropica Labs下一個成長動能將來自哪裡? DIGITIMES趁該公司獲時代基金會邀請來台參加COMPUTEX 2022的間隙,專訪了共同創辦人兼CEO Tommaso Demarie,了解該公司的量子計算解決方案以及該科技的未來潛力。

新加坡政府早在2012年就開始發展量子科學,2022年5月並宣布成立國家量子聚落(Quantum Computing Hub),撥款2,350萬新元作為支持新加坡量子工程計畫(QEP)底下三個國家級平台的經費。此計畫也將新加坡量子科技中心與其他研究單位的人才與資源進行整合,並有國家量子代工鑄造(National Quantum Fabless Foundry)單位來支持量子科技的發展。

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Entropica Labs 共同創辦人兼CEO Tommaso Demarie

Entropica小檔案

Q:2022年以來,量子軟硬體領域已經有不少突破。是那些因素激發了你們創立Entropica Labs?你們想用量子技術來解決那些問題?

A我的學術背景是物理學,2014年搬到新加坡,一開始是在新加坡科技設計大學與量子科技中心(CQT)擔任研究員。在那時候,大多數的量子計算研究僅限於研究者的直覺與數學能力,因為難以使用真正的量子電腦做實驗。

但IBM在2016年把一個量子電腦原型機放上雲端後,改變了一切。那個原型機只有5個量子位元(qubits),卻已可讓人用實體的量子電腦測試基本簡單的量子演算程式進行計算。這完全改變了產業和我們對量子運算的理解。也因此,我和同樣是物理學者的朋友Ewan Munro在2018年決定從純學術轉到新創界發展。由於量子電腦還處於很原始的階段,我們是從軟體領域出發,來協助量子電腦發展更多用途。Entropica的業務是設計演算法並且打造軟體工具,以量子電腦來幫產業客戶的複雜問題找出最佳化答案。

Q你們的商業模式有哪些?如何交付解決方案給客戶?可以舉例說明嗎?

A我想提醒一下量子電腦目前還無法超越傳統電腦的效能。雖然計算能量不斷提升,可是傳統電腦畢竟比量子電腦早發展了70 年!現在很多大型企業和政府機構都很積極研究到底量子科技會如何影響其業務與營運。例如有家大型創新企業來找我們,想知道量子電腦能否解決他們的問題,通常他們都想運用各種不同的量子硬體來測試他們的問題。

進行的方式是由他們提出一些問題的敘述,然後我們寫成可用於量子電腦的格式,進行分析,然後再整合進量子演算法的工作流程,輸入量子電腦進行運算,再把結果解讀出來,提交給客戶。

Entropica的定位是介於未來的量子電腦使用者與量子雲服務供應商之間的橋樑。最好的例子是我們和BMW集團與Honeywell Quantum在2021年底的合作。我們把BMW在供應鏈遇到的問題寫成演算法,輸入Honeywell的量子運算系統Model H1 (10個qubits的離子裝置)進行計算。這是一次產業、軟體與硬體三方創造綜效的合作。目前我們正與政府單位以及大企業合作,進行先進製造、網路和物流的最佳化方案研究。

我們長期以來維持合作關係的量子電腦硬體製造商與雲端服務供應商有IBM、Rigetti Computing (兩者都是發展超導體量子電腦)和微軟(Microsoft)。我們也和離子阱裝置廠商IonQ與 Honeywell Quantum有多次合作(後者目前已經和Cambridge Quantum合併成立新公司Quantinuum)。

Q你提到許多客戶對最佳化模型有興趣,能舉一些例子嗎?

A我們是用量子演算法來解最佳化的問題。現有的傳統電腦也能解決這類問題,可是我們的工作對一些想開始了解不同裝置之間的差異的客戶是有價值的。同時也能幫助他們了解最理想的使用案例,並闡明在近期和未來想要實現應用量子電腦會遇到的挑戰。

最佳化是最適合的領域,因為這些問題在所有高價值產業中都會發生,例如先進製造、物流和供應鏈的問題。有遠見且需要解決密集運算問題的公司理解,要整合量子運算不是短期內可達到、但卻是必要的過程。這也是為什麼他們現在已經著手進行這項工作的原因。我們會努力擔任他們最佳的夥伴,運用我們的量子技術和他們的領域知識來解決產業的問題。

目前量子電腦要趕上超級電腦來解決實際問題的能力還有一段長路要走。我們這類公司要問自己的大問題是:「我們如何能在短期內創造價值,且同時提升我們的技術能力?」

Q由於量子電腦軟體目前仍處於非常初始的狀態,你們目前是否會遇到一些挑戰?  

A非常多。量子電腦現在還太小,難以解決實際世界的問題,因此目前能做的實驗非常有限,所以必須要很聰明的設計簡單卻不膚淺(Simple but not simplistic)的實驗。這是第一個挑戰,其次就是量子電腦很容易發生錯誤。現在大家已經在研究如何打造糾錯能力,在將來讓量子電腦自動修正錯誤,發揮正常的功能。第3個問題就是運用量子電腦進行計算的成本仍非常高昂,因此我們需要和硬體公司密切合作,創造雙贏,一起打造量子經濟。

最終我們將需要打造出完整的量子產業或量子經濟。在一個量子產業中,需要有硬體、軟體、服務、通訊零組件、雲端和系統整合等方面的供應商。

Q是什麼商機或是夥伴關係吸引你們來台灣參加COMPUTEX?與台灣企業有哪些合作契機?

A台灣的科技生態圈非常有趣,因為當地半導體公司遇到目前最複雜的製造問題,例如晶片設計的最佳化,就是最困難的計算問題。這樣的問題很難自動化,即便機器學習也做不到。雖然近期有些成果,但還是高度挑戰。

半導體產業內也有其他的重要問題,例如他們如何能維持硬體領導者的地位?一旦量子電腦技術成熟,台灣的半導體製造商也會製造量子晶片嗎?他們的策略是什麼?我們知道他們已經開始在內部進行討論,而我們可以參與做為可信任的夥伴,協助半導體業者了解產業發展現狀,以及他們是否需要協助。

另一方面,半導體的最佳化問題對傳統電腦是非常難解的,而我們尚不知道是否對量子電腦而言會容易些,這尚待觀察,但這些問題感覺起來的確非常適合量子電腦。

Q你對公司的願景是?

A我們的願景是成為一家能用量子電腦解最複雜問題的公司,同時我們也希望分享這些知識給使用者,營造出一個卓越技術開發者的社群。

我在個人層面則期待量子電腦未來能解決分子生物學的難題,因我深信這將有助於提升人類對複雜生態系統的理解。分子生物學是在科學與應用上都非常令我著迷的領域。我們無法預測未來,但我們希望藉由努力推動未來朝正面的方向前進,如果我們知道未來會發生什麼情況的話。因此我們必須扮演非常積極的角色,從今天開始,打造量子運算的未來。

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