Достаточно ли развиты квантовые вычисления для ученого, не имеющего физической подготовки?

Слегка относится к этому вопросу , но не то же самое.

Традиционная информатика не требует никаких физических знаний для того, чтобы компьютерный ученый мог проводить исследования и добиваться прогресса в этой области. Конечно, вам нужно знать о базовом физическом уровне, когда ваши исследования связаны с этим, но во многих случаях вы можете его игнорировать (например, при разработке алгоритма). Даже когда важны детали архитектуры (например, структура кэша), часто нет необходимости знать все детали о них или как они реализованы на физическом уровне.

Достигли ли квантовые вычисления этого уровня «зрелости»? Можете ли вы разработать квантовый алгоритм или провести реальные исследования в этой области как компьютерный ученый, который ничего не знает о квантовой физике? Другими словами, можете ли вы «изучить» квантовые вычисления, игнорируя физическую сторону, и стоит ли это того (с точки зрения научной карьеры)?

Выступая в качестве ученого-компьютерщика без какого-либо физического образования, вносящего вклад в квантовые вычисления: да, компьютерные ученые без какого-либо физического образования могут внести вклад в квантовые вычисления. Хотя я думаю, что так было всегда; это не имеет никакого отношения к области, являющейся "зрелой".

Если вы понимаете постулаты квантовой механики (операции - это унитарные матрицы, состояния - это единичные векторы, измерение - это проекция) и знаете, как применять их в контексте вычислений, вы можете создавать квантовые алгоритмы. Тот факт, что эти понятия были первоначально получены из физики, исторически интересен, но не очень актуален при оптимизации квантовой схемы. В качестве конкретного примера: квантовая физика очень сложна в исчислении, но квантовые вычисления - нет.

Квантовая физика становится актуальной, если вы пытаетесь разработать алгоритмы для моделирования квантовых систем. И некоторые концепции, которые вы изучите в курсе квантовой физики, должны также появиться в курсе квантовых вычислений. Но в целом я согласен со Скоттом Ааронсоном :

[Мой] способ обучения квантовой механике [...] начинается непосредственно с концептуального ядра, а именно с некоего обобщения теории вероятностей, допускающего знаки минус. Как только вы узнаете, о чем на самом деле эта теория, вы можете посыпать физику по вкусу [...]

[квантовая механика] не является физической теорией в том же смысле, что и электромагнетизм или общая теория относительности. [...] По сути, квантовая механика - это операционная система, на которой другие физические теории работают как прикладное программное обеспечение [...]

[...] [квантовая механика] об информации и вероятностях и наблюдаемых, и как они связаны друг с другом.

Как я могу судить по своему опыту, я скажу да. Можно действительно разработать алгоритмы без знания физики. Для меня это пока математические понятия. Я помню, как однажды я смотрел курс о квантовых вычислениях от Скотта Ааронсона, и он цитировал:

Квантовые вычисления действительно «легки», когда вы убираете из них физику.

Однако, если вы собираетесь работать над приложениями в физике или химии, всегда будет полезно иметь представление о том, над чем вы собираетесь работать.

Область открыта для многих фонов (математика, физика, информатика ...). Я думаю, что это просто вызов, иногда общение между разными людьми, но это не невозможно. Действительно, я бы сказал, что это конструктивно и может быть выгодно сотрудничать. Но всегда можно обратиться к его предпочтительной интерпретации / понятиям.

Как карьера, это снова в соответствии с вашей точкой зрения. Я думаю, что в этой области предстоит проделать большую работу, поэтому не беспокойтесь об этом. Делай это, если тебе нравится. Плюс работа в этой области не означает, что вы должны сдерживать себя. Вам все равно придется работать с классическими алгоритмами, и вам понадобятся навыки кодирования.

Если вы заинтересованы в изучении этого с точки зрения компьютерного ученого, есть эта книга, которая может быть полезна: https://www.amazon.com/Quantum-Computing-Computer-Scientists-Yanofsky/dp/0521879965

Удачи в вашей квантовой поездке!

Так было всегда. Вы можете изучить книгу Nielsen & Chuang, не зная о физике. Есть введение Мермина, нацеленное на программистов. Вероятно, есть много других ресурсов (я вполне уверен, например, что книга Ааронсона - основанная на лекции по CS - идеально подходит для людей без физического знания.) В целом, физический формализм, необходимый для понимания квантовой информации и вычислений, довольно сдержанный, по сравнению с другими областями (квантовой) физики. (Это не значит, что изучение явлений в квантовой информации и вычислениях является сдержанным.)