Apakah latar belakang saya cukup untuk memulai komputasi kuantum?

Saya seorang mahasiswa sarjana teknik elektro tahun pertama. Saya ingin mempelajari komputasi kuantum dan AI kuantum di masa depan dan juga mungkin bekerja untuk membangun komputer kuantum.

Saya telah menyelesaikan Pengantar Strang untuk Aljabar Linier dua kali dan Aljabar Linear Axler Dilakukan Kanan . Saya telah menyelesaikan Kursus Probabilitas MIT OCW 6.041. Saya tahu Kalkulus 1, 2, dan 3 dan Persamaan Diferensial.

Saya punya 2 pertanyaan:

1. Apakah latar belakang saya cukup untuk mempelajari komputasi kuantum?
2. Di mana saya harus memulai / materi mana yang Anda sarankan?

Saya sedang mengerjakan buku teks yang saat ini ada di Early Access yang disebut Learn Quantum Computing dengan Python dan Q # . Ini ditujukan untuk orang-orang yang ingin mempelajari cara memprogram untuk komputer kuantum, dan mempelajari dasar-dasar bagaimana komputer kuantum bekerja di sepanjang jalan. Hanya prasyarat pengetahuan yang pemrograman dalam beberapa bahasa (Python membantu tetapi tidak benar-benar diperlukan) dan dasar-dasar Aljabar Linear (beberapa matriks dan vektor semacam itu). Rekan penulis saya @ chris-granade dan saya akan sangat senang umpan balik tentang apa yang saat ini keluar di forum yang terkait dengan buku ini, dan ada kode diskon yang beredar untuk konferensi dan podcast dan semacamnya, hmu on dm dan saya dapat menemukan satu untuk Anda ya !

Saya pasti akan mengatakan pergi untuk itu. Saya memiliki pengalaman dan pengetahuan matematika yang jauh lebih sedikit daripada Anda, tetapi saya telah dapat mempelajari dasar-dasarnya. Memang ada beberapa hal yang terlintas di kepalaku, tapi saya pikir Anda akan siap. Satu bidang di mana Anda mungkin perlu belajar lebih banyak adalah logika dan ilmu komputer klasik. Memiliki pengetahuan, bahkan pengetahuan yang agak mendasar, di sini pasti membantu. Saya mulai dengan Quantum Computing untuk Semua Orang Chris Bernhardt . Ini mungkin terlalu sederhana untuk Anda, tetapi itu memberi saya titik masuk yang baik.

Pada akhirnya, saya pikir itu adalah minat dan antusiasme Anda yang paling penting, jadi, jika Anda tertarik dengan subjeknya, kejarlah!

Saya juga seorang sarjana yang berharap untuk memulai karir di bidang komputasi kuantum suatu hari nanti. Saya seorang mahasiswa fisika yang menjadi tertarik pada subjek sekitar setahun yang lalu, dan ini adalah beberapa hal yang membantu saya membangun sebuah yayasan.

Dalam hal latar belakang, aljabar linier adalah satu-satunya program yang penting untuk memahami dasar-dasar subjek. Alasannya adalah bahwa perhitungan dapat disederhanakan sebagai serangkaian matriks (disebut gerbang) yang bekerja pada vektor tertentu (disebut negara). Kursus dalam mekanika kuantum akan diperlukan untuk studi yang lebih maju dan banyak aplikasi komputasi kuantum, tetapi Anda sangat memenuhi syarat untuk mulai mempelajari dasar-dasar tanpa kursus seperti itu.

Dalam hal sumber daya, saran saya adalah mulai dengan sesuatu yang lebih ringan dari buku teks untuk pengantar pertama Anda. Saya sangat merekomendasikan Microsoft Q # Support Documents, terutama artikel "Konsep Komputasi Quantum" yang ditemukan di sini . Jika Anda ingin memulai pemrograman, Q # akan sangat sulit untuk dipelajari tanpa latar belakang dalam C # dan bahasa pemrograman fungsional , jadi itu mungkin bukan bahasa yang tepat untuk memulai. Ini tidak bertentangan dengan bahasa, tetapi sulit bagi saya karena saya tidak pernah menggunakan C # dan kesulitan membaca dokumen khusus bahasa sebelum kursus pemrograman fungsional saya. Saya pribadi memiliki banyak pelatihan dalam Python, jadi bahasa seperti Google Cirq atau IBM Qiskit adalah pilihan yang lebih alami bagi saya.

Setelah Anda membaca beberapa artikel tentang dasar-dasar itu, saat itulah saya akan mengambil buku teks. Seseorang telah menyebutkan "Mike dan Ike" ( Komputasi Quantum dan Informasi Quantum oleh Michael Nielsen dan Isaac Chuang) yang merupakan salah satu buku yang paling dihormati tentang masalah ini. Hal lain yang ingin saya sebutkan adalah Ilmu Komputer Quantum: Pengantar oleh N. David Mermin, yang cukup mudah diakses untuk seseorang tanpa latar belakang dalam mekanika kuantum, setidaknya untuk beberapa bab. Tidak ada buku yang cocok untuk semua orang, jadi coba saja beberapa dan lihat apa yang masuk akal bagi Anda.

Saran terakhir saya adalah menemukan teman untuk mengerjakan materi bersama atau seorang profesor untuk membantu memandu Anda melalui topik-topik yang sulit. Yang perlu diingat sepanjang karir akademik Anda adalah matematika, dan bidang terkait, lebih baik dengan panduan.

Semoga berhasil!

Memahami teori dasar komputasi kuantum harus dalam jangkauan. Jika Anda memahami aljabar linier, maka matematika tidak akan menjadi batu sandungan Anda. Mekanika kuantum juga tidak boleh - sementara Anda perlu mengeksploitasi beberapa mesinnya, Anda tidak perlu pemahaman yang mendalam untuk memulai. Sebagian besar sumber daya QC pengantar akan membangun ide-ide penting superposisi, pengukuran, operator kesatuan, dan konsep keterjeratan.

Rekayasa komputer kuantum adalah cerita lain. Jika Anda ingin melakukan itu maka Anda perlu tahu lebih banyak tentang mekanika kuantum yang tepat. Tetapi teori dasar komputasi kuantum masih harus didahulukan.

Jika Anda memulai, Anda harus membaca di brilliant.org (brilliant.org/courses/quantum-computing, bab pertama gratis). Pengungkapan penuh, saya ikut menulis kursus ini karena frustrasi dengan keadaan pilihan pembelajaran QC yang tersedia. Ini membawa Anda dari mempelajari apa qubit hingga realisasi saat ini komputasi kuantum (hybrid klasik / pendekatan kuantum seperti VQE).

Sepanjang jalan, Anda menyelidiki gerbang kuantum, membangun sirkuit pemrosesan informasi kuantum dasar (mis. Teleportasi dan pengkodean superdense), melihat contoh yang jelas tentang percepatan kuantum, dan memahami kelas utama algoritma kuantum. Anda belajar matematika, tetapi juga telah mensimulasikan komputer kuantum yang tertanam dalam kursus, sehingga Anda dapat menginternalisasi apa yang terjadi. Anda juga akan belajar bagaimana memprogram algoritma kuantum dalam bahasa Q # Microsoft dan menggunakannya untuk membangun aplikasi dasar dalam kimia kuantum.

Semakin banyak yang Anda ketahui tentang matematika, pemrograman, fisika kuantum, dll. Semakin baik, tetapi bidang ini baru untuk semua orang yang terlibat. Kita semua terus belajar, jadi saya kira Anda harus melakukannya dengan baik. Karena itu, saya akan merekomendasikan Anda untuk mengembangkan keterampilan pemrograman Anda (Python banyak digunakan di bidang ini) dan mulai membaca hal-hal yang disediakan online oleh perusahaan yang mengembangkan komputer kuantum seperti IBM, Rigetti dan D-Wave. Itu akan membantu Anda memulai. Semoga berhasil.

Saya pikir akan lebih baik jika Anda mulai membaca Mike dan Ike . Beli hard copy. Ikuti latihan. Ini cukup untuk membaca koran. Bagian bacaan lebih lanjut akan memberikan titik awal dari tempat yang cocok untuk memasuki literatur.

Untuk aspek pemrograman, tempat terbaik untuk memulai adalah Qutip

Saya juga akan merekomendasikan mencari buku baru Jack Hidary "Quantum Computing: An Applied Approach" yang menyediakan pendekatan praktis untuk mempelajari dasar-dasarnya (dan banyak lagi).

Iya. Kita perlu memiliki bakat untuk dipelajari subjek. Tampaknya, Anda memiliki keinginan yang kuat untuk belajar komputasi berbasis fisika kuantum.

Masa depan teknologi komputasi adalah kuantum, komputasi digital akan menjadi masa lalu dan akan segera dikenal sebagai teknologi bodoh 0 dan 1.

Minat Anda untuk komputasi kuantum lebih dari cukup untuk masuk jauh ke dalam subjek.

Bacalah jurnal terbaru dan pekerjaan penelitian tentang perhitungan kuantum. Meskipun demikian, buku-buku publikasi Springer juga bagus untuk belajar mandiri. Kami bisa mendapatkan banyak referensi lain juga di buku-buku ini.

Pratinjau gratis dari beberapa buku tersedia online:

• Eksplorasi dalam Quantum Computing (Williams, Colin P.)

• Komputasi Quantum (Hirvensalo, Mika)