從頭開始學習量子計算

2021-02-15 量子科學ABC
對於現代計算機而言，通過控制電晶體電壓的高低電平，從而決定一個數據到底是「1」還是「0」，採用「1」或「0」的二進位數據模式，俗稱經典比特，其在工作時將所有數據排列為一個比特序列，對其進行串行處理。而量子計算機使用的是量子比特，一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。 也就是說，當某個裝置處理和計算的是量子信息、運行的是量子算法時，它就是量子計算機。那麼如何系統的學習量子計算這一新興科學領域呢？下面我們從高中畢業生的知識水平開始做簡單介紹。計算機基礎：簡單的編程基礎，數值計算基礎（Matlab/Python）上述課程不必刻意尋找什麼著名教材，平時上課用的就行。他們的學習順序如下圖簡潔版：宋鶴山，宋天 （譯），量子資訊理論，大連理工出版社（2007）。全面介紹了量子計算與量子信息學領域的主要思想與科研所需要的技能。這本書現在好像比較難買了...中文版，鄭大鐘，趙千川（譯），清華大學出版社，2005。2. 加州理工大學John Preskill的課程講義：Lecture notes on quantum information and computation,   網址 http://theory.caltech.edu/~preskill/ph229/這時候你就需要看專門的綜述論文了，了解一個具體的小領域。推薦看綜述期刊Reviews of Modern Physics上的論文，網址https://journals.aps.org/rmp/，大家可以根據自己感興趣的關鍵詞自行搜索，當然問問師長更直接。比如某些量子計算物理實現方式的綜述

 

Hybrid quantum circuits: Superconducting circuits interacting with other quantum systems 

Ze-Liang Xiang, Sahel Ashhab, J. Q. You, and Franco Nori

Rev. Mod. Phys. 85, 623 (2013)

 

Quantum information with Rydberg atoms

M. Saffman, T. G. Walker, and K. Mølmer

Rev. Mod. Phys. 82, 2313 (2010)

 

Quantum dynamics of single trapped ions

D. Leibfried, R. Blatt, C. Monroe, and D. Wineland

Rev. Mod. Phys. 75, 281 (2003)

 

Quantum-state engineering with Josephson-junction devices

Yuriy Makhlin, Gerd Schön, and Alexander Shnirman

Rev. Mod. Phys. 73, 357 (2001)

 

Manipulating quantum entanglement with atoms and photons in a cavity

J. M. Raimond, M. Brune, and S. Haroche

Rev. Mod. Phys. 73, 565 (2001)

當然，也可以看看我的課程講義與視頻

《量子信息》系列推文文字版全集

《量子信息》視頻版全集

相關焦點

  • ADL112《量子計算》開始報名
    邀請一線專家對超導量子計算、絕熱量子計算、量子與圖論、量子與機器學習、量子電路和量子密碼等基礎理論、關鍵技術以及當前熱點問題進行深入淺出的介紹，並就量子計算的前沿發展問題進行研討，幫助學員快速了解量子計算的基礎理論、前沿技術和最新發展趨勢。
  • 下圍棋so easy,AlphaZero開始玩量子計算!
    最近，丹麥和德國的研究人員使用Deepmind的AlphaZero 開發了一種混合算法，將AlphaZero強大的搜索能力與量子計算有機結合起來，參數搜索速度大幅提升。在過去的幾十年裡量子物理技術的探索中，最引人注目的就是量子計算機。
  • 下圍棋so easy ,AlphaZero開始玩量子計算
    最初，AlphaZero在學習量子力學關聯時表現不如遺傳算法，但是這個學習階段相當短。在30小時內，我們發現AlphaZero的性能比遺傳算法提高了一個數量級，並且具有大量獨特的高保真脈衝序列。 由於梯度優化算法沒有學習功能，意味著訓練過程中其性能沒有逐步提高，並且所有生成的數據都將被丟棄，而不是用於後續學習。 奧胡斯大學的團隊開始尋求一種混合算法：AlphaZero通過廣泛的探索生成了高可用的種子對象，隨後通過基於梯度的方法對它們進行優化，這種方法使解決方案的數量和質量都得到了極大的提高。
  • 谷歌正使得開發量子機器學習應用程式變得更加容易
    TensorFlow是使機器學習變得更容易訪問的眾多工具之一，它簡化了深度神經網絡，並提供可重用代碼，這樣新的機器學習應用程式就不必從頭開始編寫。TensorFlow Quantum也將對量子機器學習進行同樣的設置。它將如何工作？
  • 深度學習量子退火量子計算N種算法
    】旗下獨立報導量子計算|人工智慧|VRAR|大數據|雲計算等前沿科技領域的專業研究性訂閱號隨者報導內容的不段豐富，粉絲數量大幅提升，經觀眾反饋及高手點撥，即日起進行專業分離，是為了粉絲有更佳的訂閱體驗感謝字幕組、技術組團隊的辛勤工作提到量子計算，首先得弄清什麼是量子退火
  • 國內量子計算頂級大佬幫你解開對量子計算的困惑
    話不多說，我們現在就開始詳細看一下吧。認識量子及量子計算在正式討論前，讓我們先認識一下什麼是量子計算。如果對量子計算進行追根溯源，我們要回溯到《費曼物理學講義》中關於原子的假設：世界萬物均由原子構成。量子計算：一場從根上開始的革命活動伊始，應明生教授以「量子計算：一場從根上開始的革命」為題，高屋建瓴地介紹了量子計算的發展歷程和研究現狀。首先，應教授提出計算模型是「樹根」，而今天大火的AI是 「樹葉」，量子計算將是一場從根本上進行的革命。
  • 量子計算將會如何影響區塊鏈技術
    量子計算和密碼學、區塊鏈加密技術息息相關，自那時候起，「量子計算」相關的討論就沒有停止過。本文作者的主要觀點是，量子計算機在未來十年可能會突破，抗量子計算的區塊鏈會成為新的趨勢，比特幣也許需要新的算法升級。
  • 使用Python從頭開始實現深度學習庫
    背景通常，深度學習計算庫（如TensorFlow和PyTorch）由下圖所示的組件組成。初始化器它們在訓練開始時提供模型參數的初始值。初始化在訓練深度神經網絡中起著重要作用，因為錯誤的參數初始化可能導致收斂緩慢或沒有收斂。有多種方法可以初始化網絡權重，例如從正態分布中得出的小的隨機權重。
  • 科普:量子計算機是這樣計算的
    跟著本入門的閱讀，您將學到：1：量子物理是如何給了我們一種新的計算方式2：量子計算和古典計算的相似性和差異性3：量子計算的基本單元是如何用來解決難題的4：為什麼量子計算同樣適用於人工智慧、機器自學應用以及量子計算機可能會用作人工智慧的協處理器第一節1.1 - 傳統計算機原理為了理解量子計算，我們先來了解一下傳統計算機原理是有幫助的
  • 量子計算發展歷程_量子計算與量子信息 計算部分 - CSDN
    但隨著摩爾定律的不斷迭代，導電溝道長度縮短，柵極開始不能完全控制溝道，亞閾值漏電開始成為困擾人們的問題。第二階段（2015-2021）：為控制漏電，美國伯克利大學的胡正明教授發明了「FinFET」電晶體，三面柵極環繞結構大大增強了柵控能力，進一步降低了電晶體工作電壓。
  • 前沿顛覆性技術：量子計算
    圖 量子云計算在附錄中，著者收錄了學習量子計算所需的基礎數學內容和本源量子編程工具的安裝與配置方法，期望為讀者們學習量子計算與編程提供更多參考儘管量子計算時代何時真正開始，還存在著所謂類似疊加的不確定性，但必須承認，量子計算技術產生的成果正越來越多地應用到我們的生活之中。
  • 18歲華裔博士顛覆量子計算,科學雜誌:他「殺死了」量子計算大發展
    量子計算是利用量子力學的規律來調控量子信息單元來進行計算的一種新型計算模式。由於量子信息單元的疊加性，量子計算的算法優於傳統算法，因此多被應用於計算機領域，量子計算機的效率以及計算速度比傳統計算機快。 但量子計算機的這種優越性，不久前被一位青年的研究成果打破。
  • 量子計算是量子處理器
    量子計算則是量子處理器。目前資本市場無法滿足量子通信的市場需求，市場數據顯示量子通信起步於2015年，2017年各地密集興建了超500多個量子路由器。目前物理基礎還是比較紮實的，ieee目前只提出了第一代量子通信的理論模型，只能用於單光子。真正的量子通信實現還需要實驗驗證和驗證經典通信。
  • 18歲博士顛覆量子計算，科學雜誌：他「殺死」量子計算的發展
    前不久，量子計算在「推薦問題」上被一位年僅18歲的華裔少年拉下了「神壇」，而這次的「贏家」卻是長期以來在許多方面一直處於劣勢地位的傳統計算機，這次的「變革」無疑是給一直佔據主導的量子計算以「當頭一棒」。何為量子計算？它和傳統計算又有何區別？量子計算是遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算，而傳統計算機，其理論模型是通用圖靈機。
  • 量子計算概念股龍頭有哪些?量子計算概念有哪些?
    合肥將打造全市首個量子計算創新創業平臺。該平臺將面向多行業用戶，推出針對量子計算的學習、實驗、開發、應用一整套解決方案，為廣大創新創業者解決更多實際問題，促進生產要素合理流動和專業化分工，促進量子科技產業實現可持續發展。
  • 拓撲量子計算「開始走向實用化」—新聞—科學網
    張富春分析了經典計算與量子計算的區別，「經典比特是0和1，而量子比特是0和1的量子態疊加。量子並行性，即作用於N個量子比特上的量子邏輯門，可以同時對2N個疊加係數進行運算，遠遠超過了今天經典計算的能力」。
  • 量子計算,巨頭如何布局?
    雖然對於網際網路加密信息的破譯要在多年之後才能完成，但一種可行的方法是先將目前的重要的加密信息保存下來，等量子計算硬體成熟後再實現破譯。► 量子計算應用#3：加速人工智慧。2012年左右，人們意識並開始使用GPU、FPGA、ASIC 等晶片作為AI算力，使得人工智慧走出實驗室開始商用。
  • 「量子計算」量子計算在私營部門的發展
    導致態度轉變的裡程碑包括加拿大D-Wave公司於2015年上市的第一臺商用量子計算機，以及IBM於2016年推出的第一臺可公開訪問的基於雲的量子計算機（參見「IBM宣布『計算量子時代的開始』」，「今日物理在線」，2016年5月4日）。同年，一些離子阱系統的錯誤率下降到0.1%以下。
  • 機器學習加快了量子化學計算的速度
    但是，儘管量子化學本身顯示出強大的功能，但它也有一個很大的缺點：精確的計算需要大量資源和時間，並且常規化學研究涉及數天或更長時間的計算。現在，得益於使用機器學習的新型量子化學工具，量子化學計算的執行速度比以前快了1,000倍，從而使精確的量子化學研究比以往任何時候都快。
  • 學習量子力學,從接受這三個荒唐的理論開始吧
    有人說：想要學好量子力學，必須具備良好的數學和物理基礎，若不然，看量子力學的書籍就會像看天書一般，密密麻麻的全部都是物理理論與數學公式，簡直一個字都看不懂，而我卻認為：良好的數學及物理基礎的確是可以幫助我們快速的學好量子力學，但是數學及物理基礎卻並不是必要條件，學習量子力學最關鍵的一點就是要有捨棄觀念