研究躍升卓越—量子科學 量子科學 中央研究院 因應量子2.0 世紀的來臨,將中研院投入量子科學基礎研究,進一步利用量子物理 中的特殊性質( 量子疊加、量子糾纏)創造出新的應用領域。此外,世界科技大國競相 投資量子科技,全球目前已投入超過新臺幣6,800 億元的研發經費且仍不斷加碼中,預 期十年之內會有突破性應用進而超越現今電腦的運算方式,開創I T 產業的下一波革命也 使許多長年無解的問題可能因此而獲得解答,更能充分利用大數據解決國防、醫療、經 濟及環境問題。而另一方面,量子技術發展成功亦可能造成現有密碼恐被全面破解,造 成資安和國安問題,因此發展後量子密碼學亦成為未來各國的重要目標。 臺灣在半導體及資通訊產業耕耘已久,具有領先全球的優勢,量子科技的資源投入 將是一個很重要時刻,且量子科技牽涉範疇很廣,在有限的資源環境下,臺灣的機會可 能落在加強量子科技研發和系統設施布局,如量子元件、量子光源與偵測器等在未來扮 演關鍵零組件的新型設備,藉此銜接臺灣半導體及電子產業的優勢,以利臺灣在國際上 繼半導體產業之後,能持續在未來量子世代扮演關鍵角色。 研究量子複雜度理論,發展後量子密碼學 量子的能力也為密碼學帶來豐富可能性,而為防範大型量子電腦能破解現今公鑰 加密系統,因此需要發展「後量子時代」仍安全的後量子密碼學。中研院團隊參加美 國國家標準與技術局(NI ST ) 的後量子密碼學標準化競賽,所參與發展之數位簽章系統 Rainbow及加解密系統Clas s ic McE l iece 成功進入決選,另參與發展之數位簽章系 統SPHINCS+ 及加解密系統NTRU PRIME 亦成為備選。 另 外, 中 研 院 亦 積 極 投 入 晶 格 密 碼 系 統 的 計 算, 主 要 聚 焦 在 晶 格 密 碼 系 統 Di l i thium、Kyber、NTRU、NTRU Pr ime 和SABER,同時專注於這些密碼系統中最消 耗時間的計算:多項式乘法和其變換。此外亦致力於量子密碼學與量子複雜度理論研究, 在數個理論課題,如隱私增強協定、後量子零知識協定、量子多方安全計算上取得重要 研究成果。 137
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