Достаточно ли моего опыта, чтобы начать квантовые вычисления?

Я студентка первого курса электротехнического факультета. Я хочу изучать квантовые вычисления и квантовый ИИ в будущем, а также, возможно, работать над созданием квантовых компьютеров.

Я закончил Введение Стренга в линейную алгебру дважды, и Линейная алгебра Акслера выполнена правильно . Я закончил MIT OCW 6.041 Вероятностный курс. Я знаю исчисления 1, 2 и 3 и дифференциальные уравнения.

У меня есть 2 вопроса:

1. Достаточно ли моего опыта для изучения квантовых вычислений?
2. С чего мне начать / какие материалы вы предлагаете?

Я работаю над учебником, который в настоящее время находится в раннем доступе, который называется Learn Quantum Computing with Python и Q # . Он предназначен для людей, которые хотят научиться программировать для квантового компьютера и изучить основы работы квантового компьютера. Только предпосылки знаний - это программирование на некотором языке (Python помогает, но на самом деле не требуется) и основы линейной алгебры (несколько матриц и векторов). Мой соавтор @ chris-granade, и я хотел бы получить отзывы о том, что в настоящее время находится на форумах, связанных с книгой, и есть скидки коды для конференций и подкастов и тому подобное, хму на дм, и я могу найти один для вас !

Я бы определенно сказал пойти на это. У меня гораздо меньше опыта и математических знаний, чем у вас, но я смог выучить основы. Конечно, есть кое-что, что у меня над головой, но я думаю, вы были бы хорошо подготовлены. Одна область, где вам может потребоваться больше изучения, это логика и классическая информатика. Наличие знаний, даже несколько базовых знаний, здесь определенно помогает. Я начал с « Квантовых вычислений для всех» Криса Бернхардта . Это может быть слишком просто для вас, но это дало мне хорошую отправную точку.

В конце концов, я думаю, что ваш интерес и энтузиазм важнее всего, поэтому, если вы увлечены этой темой, продолжайте ее!

Я также студент, надеясь когда-нибудь начать карьеру в области квантовых вычислений. Я студент-физик, который заинтересовался этим вопросом около года назад, и это то, что помогло мне построить фундамент.

С точки зрения фона, линейная алгебра является единственным курсом, который необходим для понимания основ предмета. Причина в том, что вычисление можно упростить как последовательность матриц (называемых вентилями), действующих на определенный вектор (называемый состоянием). Курс по квантовой механике будет необходим для более углубленных исследований и многих применений квантовых вычислений, но вы вполне способны начать изучать основы без такого курса.

Что касается ресурсов, я советую начать с чего-то более легкого, чем учебник, для вашего первого знакомства. Я настоятельно рекомендую документы по поддержке Microsoft Q #, особенно статьи "Quantum Computing Concepts", найденные здесь . Если вы хотите начать программирование, Q # будет очень трудно выучить без знания C # и функционального языка программирования , поэтому он может оказаться неподходящим языком для начала. Это ничего против языка, но это было трудно для меня, так как я никогда не использовал C # и имел проблемы с чтением документации по конкретному языку до моего курса функционального программирования. Лично я много тренируюсь в Python, поэтому такие языки, как Google Cirq или IBM Qiskit, были для меня более естественным выбором.

После того, как вы ознакомитесь с некоторыми из этих статей по основам, тогда я возьму учебник. Кто-то уже упомянул «Mike and Ike» (« Квантовые вычисления и квантовая информация » Майкла Нильсена и Исаака Чуанга), которая является одной из самых уважаемых книг по этому вопросу. Еще я хотел бы упомянуть « Квантовая компьютерная наука: введение » Н. Дэвида Мермина, которая довольно доступна для тех, кто не имеет опыта в квантовой механике, по крайней мере, на несколько глав. Ни одна книга не подойдет всем, поэтому попробуйте несколько и посмотрите, что для вас имеет смысл.

Мой последний совет - найти друга, который будет работать с материалом, или профессора, который поможет вам разобраться в особенно сложных темах. Во время вашей академической карьеры следует помнить, что математика и связанные с ней области лучше использовать с гидом.

Удачи!

Понимание основной теории квантовых вычислений должно быть в пределах досягаемости. Если вы понимаете линейную алгебру, то математика не будет вашим камнем преткновения. Квантовой механики тоже быть не должно - хотя вам нужно использовать некоторые из ее механизмов, вам не нужно глубокое понимание, чтобы начать. Большинство вводных ресурсов контроля качества будут создавать основные идеи суперпозиции, измерения, унитарных операторов и концепции запутывания.

Инженерные квантовые компьютеры - другая история. Если вы хотите сделать это, вам нужно будет знать гораздо больше о квантовой механике. Но основная теория квантовых вычислений все еще должна стоять на первом месте.

Если вы начинаете, вы должны проверить на brilliant.org (brilliant.org/courses/quantum-computing, первая глава бесплатна). Полное раскрытие, я соавтор этого курса из-за разочарования в состоянии доступных вариантов обучения КК. Вы узнаете, что такое кубит, до современных реализаций квантовых вычислений (гибридные классические / квантовые подходы, такие как VQE).

Попутно вы исследуете квантовые элементы, строите базовые схемы обработки квантовой информации (например, телепортация и сверхплотное кодирование), видите наглядные примеры квантовых ускорений и понимаете основные классы квантовых алгоритмов. Вы изучаете математику, но она также имитирует квантовый компьютер, встроенный в курс, так что вы можете усвоить происходящее. Вы также узнаете, как программировать квантовые алгоритмы на языке Microsoft Q # и использовать его для создания базового приложения в квантовой химии.

Чем больше вы знаете о математике, программировании, квантовой физике и т. Д., Тем лучше, но эта область является новой для всех участников. Мы все постоянно учимся, поэтому я думаю, что вы должны делать хорошо. Сказав это, я бы порекомендовал вам развить свои навыки программирования (Python широко используется в этой области) и начать читать материалы, предоставляемые онлайн компаниями, разрабатывающими квантовые компьютеры, такими как IBM, Rigetti и D-Wave. Это поможет вам начать. Удачи.

Думаю, будет лучше, если вы начнете читать Майка и Айка . Купить печатную копию. Пройдите упражнения. Этого было бы достаточно, чтобы прочитать документы. Дальнейшее чтение раздела предоставит отправные точки, откуда было бы целесообразно ввести литературу.

С точки зрения программирования лучше всего начинать с Qutip.

Я бы также порекомендовал поискать новую книгу Джека Хидэри «Квантовые вычисления: прикладной подход», в которой представлен очень практичный подход к изучению основ (и не только).

Да. Нам нужно иметь способность изучать предмет. Кажется, у вас есть острое желание изучать вычисления на основе квантовой физики.

Будущее вычислительной техники является квантовым, цифровые вычисления уйдут в прошлое и очень скоро будут известны как глупые технологии нулевых и нулевых.

Ваш интерес к квантовым вычислениям более чем достаточен, чтобы углубиться в предмет.

Просмотрите последние журналы и исследования по квантовым вычислениям. Тем не менее, издательские книги Springer также хороши для самостоятельного изучения. Мы могли бы получить много других ссылок в этих книгах.

Бесплатные предварительные просмотры нескольких книг доступны онлайн:

• Исследования в области квантовых вычислений (Уильямс, Колин П.)

• Квантовые вычисления (Хирвенсало, Мика)