Чи достатньо мого досвіду для запуску квантових обчислень?

Я студентка першого курсу електротехніки. Я хочу в майбутньому вивчити квантові обчислення та квантовий інтелект, а також, можливо, попрацювати над побудовою квантових комп'ютерів.

Я вже два рази закінчив вступ Странга до лінійної алгебри та лінійної алгебри Окслера . Я закінчив курс MIT OCW 6.041. Я знаю обчислення 1, 2 та 3 та диференціальні рівняння.

У мене є 2 питання:

1. Чи достатньо мого досвіду для вивчення квантових обчислень?
2. З чого слід почати / які матеріали ви пропонуєте?

Я працюю над підручником, який зараз знаходиться в ранньому доступі під назвою Learn Quantum Computing з Python та Q # . Він призначений для людей, які хочуть навчитися програмувати для квантового комп'ютера та вивчити основи того, як працює квантовий комп'ютер. Тільки передумовами знань є програмування якоюсь мовою (Python допомагає, але насправді не потрібна) та основи лінійної алгебри (кілька матриць та векторів). Мій співавтор @ chris-granade, і я хотів би, щоб відгуки про те, що зараз є на форумах, пов'язаних із книгою, і існують коди знижок, що плавають навколо конференцій і подкастів. !

Я б точно сказав, що піде на це. У мене набагато менше досвіду та математичних знань, ніж у вас, але я зміг навчитися азам. Безумовно, є якісь речі, які проходять над моєю головою, але я думаю, ви б добре підготувалися. Єдиною областю, де вам може знадобитися більше вивчення, є логіка та класична інформатика. Маючи знання, навіть дещо базові знання, тут безумовно допомагає. Я почав з квантових обчислень для всіх Кріса Бернарда . Це може бути занадто простим для вас, але це дало мені хорошу точку вступу.

Зрештою, я думаю, що найбільше важливий ваш інтерес та ентузіазм, тому, якщо ви захоплюєтесь темою, продовжуйте це!

Я також студент, сподіваючись колись розпочати кар'єру в квантових обчисленнях. Я студент фізики, який зацікавився цим предметом близько року тому, і ось деякі речі, які допомогли мені створити фундамент.

З погляду фону лінійна алгебра є єдиним курсом, який має важливе значення для розуміння основ предмета. Причина полягає в тому, що обчислення можна спростити у вигляді серії матриць (званих воротами), що діють на певний вектор (називається стан). Курс квантової механіки знадобиться для більш досконалих досліджень та багатьох застосувань квантових обчислень, але ви досконало кваліфіковані, щоб почати вивчати основи без такого курсу.

Щодо ресурсів, моя порада - почати з чогось легшого, ніж з підручника для першого вступу. Я настійно рекомендую Документи підтримки Microsoft Q #, особливо статті "Концепції квантових обчислень", знайдені тут . Якщо ви хочете почати програмування, Q # буде дуже важко вивчити без досвіду роботи на C # та функціональної мови програмування , тому це може бути не правильною мовою для початку. Це нічого проти мови, але мені було важко, оскільки я ніколи не використовував C # і не мав проблем з читанням специфічних для мови документів перед моїм курсом функціонального програмування. Я особисто багато навчаюсь у Python, тому такі мови, як Cirq Google або Qiskit від IBM, були для мене більш природним вибором.

Після того, як ви ознайомилися з кількома цими статтями про основи, саме тоді я б взяв підручник. Хтось уже згадував "Майк і Айк" ( Квантове обчислення та квантова інформація Майкла Нільсена та Ісаака Чуанга), що є однією з найбільш високо оцінених книг на цю тему. Ще один я хотів би зазначити - « Квантова комп’ютерна наука: вступ Н. Девіда Мерміна», яка є досить доступною для тих, хто не має досвіду в квантовій механіці, принаймні, на кілька розділів. Жодна книга не підійде всім, тому просто спробуйте кілька і подивіться, що для вас має сенс.

Моя остання порада - знайти друга, який буде працювати з матеріалами, або професора, який допоможе вам пройти особливо складні теми. Що слід пам’ятати протягом усієї вашої академічної кар’єри, це те, що математику та суміжні галузі краще використовувати з посібником.

Удачі!

Розуміння основної теорії квантових обчислень повинно бути в межах досяжності. Якщо ви розумієте лінійну алгебру, то математика не стане вашим каменем спотикання. Квантової механіки теж не повинно бути - хоча вам потрібно експлуатувати частину її техніки, для початку роботи не потрібно глибокого розуміння. Більшість вступних ресурсів КК формуватимуть основні ідеї суперпозиції, вимірювання, унітарних операторів та концепції заплутування.

Інженерні квантові комп'ютери - це вже інша історія. Якщо ви хочете це зробити, то вам потрібно буде знати набагато більше про належну квантову механіку. Але основна теорія квантових обчислень все ж повинна вийти на перше місце.

Якщо ви почнете роботу, вам слід ознайомитись з веб-сайтом на бриліані.org (bril.org/courses/quantum-computing, перша глава безкоштовна). Повністю розкривши інформацію, я написав цей курс, розчарувавшись у стані доступних варіантів навчання QC. Це допоможе вам дізнатися, що є кубітом до сучасних реалізацій квантових обчислень (гібридні класичні / квантові підходи, такі як VQE).

Попутно ви досліджуєте квантові ворота, будуєте основні схеми обробки квантової інформації (наприклад, телепортація та надмірне кодування), бачите чіткі приклади квантових прискорень та розумієте основні класи квантових алгоритмів. Ви вивчаєте математику, але вона також імітувала квантовий комп'ютер, вбудований у курс, так що ви зможете зрозуміти, що відбувається. Ви також дізнаєтесь, як програмувати квантові алгоритми на мові Q # Майкрософт та використовувати його для створення базового додатку з квантової хімії.

Чим більше ви знаєте про математику, програмування, квантову фізику тощо, тим краще, але це поле нове для всіх, хто займається. Всі ми постійно вчимось, тому, мабуть, вам слід добре. Сказавши це, я рекомендую вам розвинути свої навички програмування (Python широко використовується в цій царині) і почати читати матеріали, які надаються в Інтернеті компаніями, що розробляють квантові комп'ютери, такі як IBM, Rigetti та D-Wave. З цього ви почнете працювати. Удачі.

Я думаю, що було б найкраще, якщо ви почнете читати Майка та Айка . Купіть паперову копію. Пройдіть вправи. Цього було б достатньо, щоб прочитати статті. Подальший розділ для читання дав би вихідні точки, звідки було б доцільно ввести літературу.

Для аспектів програмування найкращим місцем для початку є Qutip

Я також рекомендую переглянути нову книгу Джека Хідарі "Квантове обчислення: застосований підхід", яка забезпечує дуже практичний підхід до вивчення основ (і багато іншого).

Так. Нам потрібно мати здатність до предмета, який потрібно вивчати. Здається, у вас є гостре бажання вивчати обчислення на основі квантової фізики.

Майбутнє обчислювальної технології є квантовим, цифрові обчислення будуть минулим і будуть відомі як німі технології 0-х та 1-х років.

Ваш інтерес до квантових обчислень більш ніж достатній, щоб заглибитись у цю тему.

Перегляньте останні журнали та дослідницьку роботу з квантових обчислень. Тим не менш, книги видань Springer також хороші для самостійного вивчення. У цих книгах ми також можемо отримати багато інших посилань.

Безкоштовний попередній перегляд кількох книг доступний в Інтернеті:

• Дослідження квантових обчислень (Вільямс, Колін П.)

• Квантові обчислення (Гірвенсало, Міка)