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黃信元獲加州理工最佳論文 *辭頂尖工作邀請…黃信元返校深耕研究領域

世界日報亞特蘭大看世界2024-06-26

黃信元在加州理工學院完成博士學業之際,與其知名指導教授、量子計算領域權威John Preskill(右)合影留念,充分展現出兩人亦師亦友的深厚情誼。(黃信元提供)


華裔學生黃信元(Hsin-Yuan Huang)日前以其在量子物理和人工智能交叉領域的卓越研究成果,榮獲2024年加州理工學院(Caltech)「Clauser Prize」。該獎項被譽為加州理工學院的最佳論文獎,也代表學院對年輕科研人才的最高認可。

「Clauser Prize」由Clauser家族設立,其家族成員John Clauser於2022年獲得諾貝爾物理學獎。該獎項評選嚴格、標準甚高,每年頒發給在論文研究上有創新貢獻的加州理工學院博士生,以表彰在科學研究上具有開創性和影響力的年輕學者。


論文研究 具開創性影響力

現年28歲的黃信元在談及獲獎感受時表示,能夠獲得這個獎項,我感到非常榮幸和驚喜。他還特別感謝了指導教授在研究過程中的悉心指導和支持。

黃信元的博士論文題為「Learning in the Quantum Universe」(量子宇宙中的學習),主要探索了量子物理和人工智慧交叉領域的可能性。這項研究領域代表了當代科學前沿,有望為未來的計算技術和人工智能發展帶來革命性的突破。


黃信元解釋道:「雖然日常生活中的現象可以通過經典物理學描述,但量子力學才是背後的基本規律。我的研究目標是理解不同實體在學習時的差異,如人類、普通電腦、量子電腦等,並探討量子電腦能否在學習速度和效果上超越普通電腦。」

他進一步闡述:「比如,我們想了解量子電腦在觀察和學習世界時,能否比傳統電腦學習得更快、更好;我們還研究了實驗科學家進行實驗的過程,這本質上也是一個學習過程。我們試圖用機器學習的理論來理解這個過程,探索如何讓人類更快地學習和理解這個世界。」


而量子電腦在未來有望對人工智慧產生深遠影響,特別是在機器學習和數據處理方面。當前的人工智慧系統在訓練過程中需要大量的計算資源和電力,而量子電腦有望通過其特殊的計算能力,大幅提高運算效率,從而減少能耗和成本。


前端科技 探索革命性突破

除了理論研究,黃信元還積極參與量子電腦的實驗研究。量子電腦是一種基於量子力學原理的計算設備,與傳統的經典電腦相比,量子電腦在處理某些特定問題上優勢顯著。2019年,Google的量子電腦首次展示了量子計算的威力:在某些特定計算任務上,量子電腦的表現超越了當時最強大的經典超級電腦。這一突破為量子計算的實際應用奠定了基礎,也為黃信元的研究提供了新的方向。


黃信元認為,量子計算有望在未來大幅推進人工智能的發展。「目前,這個領域還處於非常前沿的階段。我們對量子計算如何影響AI的理解還非常有限。很多人在研究AI,也有愈來愈多的人在研究量子計算,但這兩者之間如何相互影響還是一個非常未知的領域。」

他補充說:「雖然我們的研究主要是理論性的,但已經有許多實驗科學家開始應用我們的成果。我們希望通過新的設計來幫助實驗科學家更有效地進行實驗。長遠來看,當量子計算機真正成功開發出來時,我們的理論將幫助理解量子計算機如何提升AI的能力。」


辭頂尖工作邀請…黃信元返校深耕研究領域

黃信元將於2025年回到Caltech,擔任助理教授一職,繼續他的研究工作。(黃信元提供)


榮獲2024年加州理工學院「Clauser Prize」的黃信元,雖已收到多個頂尖學府和科技巨頭的工作邀請,但他最終選擇留在加州理工擔任助理教授,繼續深耕量子物理和人工智慧交叉領域的研究工作。

黃信元的學術旅程始於台灣大學,在那裡他展現了對物理和數學的濃厚興趣。自大一開始,他就積極參與研究工作,並在台大林智仁教授的指導下,進行大量研究。黃信元回憶道:「我在台大時,就對機器學習和人工智慧產生了濃厚的興趣,這段經歷影響了我後來的研究方向。」


黃信元的研究成果引起眾多頂尖學府和知名科技公司的注意。攻讀博士的最後一年,他收到了來自多所世界知名大學的教職工作邀請,包括史丹福大學、麻省理工學院( MIT)、普林斯頓大學、耶魯大學等。同時,他的研究也吸引了谷歌、和亞馬遜等科技巨頭的極大興趣,並邀請他加入其研究團隊。


頭腦風暴 培養主動提問能力

然而,黃信元最終選擇回到加州理工學院擔任助理教授,繼續他的研究之路。他表示,該校濃厚的學術氛圍和卓越的研究環境為他提供了一個理想的平台,讓他可以在量子物理和人工智慧交叉領域繼續深耕。


黃信元特別推崇由他導師John Preskill創立的量子信息與物質研究所(IQIM)。他說:「我的導師創造了一個遊樂場,讓不同背景的研究者自由交流想法。他非常注重促進學生、博士後之間的互動,鼓勵大家自主發想新概念。這種環境常常能產生導師本人都沒想到的新思路。」

他補充道:「創造這樣一個環境並不容易。我希望在未來建立自己的研究團隊時,也能維持這樣一種氛圍,讓團隊成員能夠自由地頭腦風暴,探索新想法。」


對於有志於投身科學研究的年輕學子,黃信元提出建議。他表示,來自台灣的學生往往習慣於解決已經給定的問題,但在研究中,提出好的問題同樣重要,甚至可能占據研究過程中一半以上的時間。

黃信元解釋道,做研究的一個關鍵部分是要提出一個前人未曾探索過的重大問題。他認為,無論得到什麼結果,只要問題本身具有價值,都可能成為令人興奮的發現。他鼓勵學生要培養主動提問和探索的能力,而不是單純等待指導教授分配任務。他認為,這種積極主動的研究態度是區分一般研究者和卓越研究者的關鍵。


未來加入加州理工教職團隊後,黃信元計畫繼續專注於量子物理和人工智能的交叉領域。他指出,當前學界面臨的一個挑戰是缺乏堅實的理論基礎來支持量子計算機對AI的潛在影響。因此,他計畫在未來幾年內致力於建立這樣的理論基礎。

對於量子計算的未來,黃信元持謹慎樂觀態度:「發展大規模量子電腦本身就是一個探索基礎物理的過程。我們現在假設量子力學在任何範疇都是正確的,但在極其複雜的量子糾纏狀態下,這一假設還未被驗證。量子計算機需要在一個我們從未見過的範疇內運作,這可能會挑戰我們當前對量子力學的理解。」


他進一步解釋:「所以,我們面臨兩種可能的結果:要麼我們會發現,現有物理法則在某些極端條件下的局限性,要麼我們將成功開發出功能強大的量子計算機。無論哪種結果,都將是科學史上的重大突破。這就是為什麼儘管面臨巨大挑戰,科學家們仍在積極推進量子計算研究。」


量子計算研究 為未來鋪路

同時,黃信元還提到了另一個重要的研究方向。他指出,現在量子計算機已經存在,如Google的量子計算機在某些特定問題上已經展現出超越普通計算機的能力。他希望探索量子計算機是否可以結合機器學習的概念來發現新的物理現象和科學規律。


黃信元強調,雖然這些研究現在看起來非常前沿,可能短期內不會有明顯的實際應用,但他相信這些工作可能在未來二三十年後產生重大影響。他表示,現在進行的這些理論研究旨在為未來鋪路。當量子計算機技術真正成熟時,他們的理論就能幫助人們理解如何利用量子計算機來改進AI技術,從而推動整個科技領域的發展。


新聞來源:世界日報


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