محاضرة أكاديمية مطولة عن واقع الحوسبة الكمومية والضجيج

فيما يلي حديث مدته ثلاث ساعات عن الحوسبة الكمومية والواقع والنظرية الكمومية.

سكوت آرونسون أستاذ علوم الكمبيوتر بجامعة تكساس في أوستن ومدير مركز معلومات الكم. حصل سابقًا على درجة الدكتوراه من جامعة كاليفورنيا في بيركلي وكان عضوًا في هيئة التدريس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر من 2007-2016. حصل سكوت على العديد من الجوائز عن أبحاثه حول الحوسبة الكمومية ونظرية التعقيد ، بما في ذلك جائزة Alan T Waterman في عام 2012 وجائزة ACM في الحوسبة في عام 2020. بالإضافة إلى كونه عالمًا عالميًا ، يشتهر سكوت بتقديمه قدرًا كبيرًا من المعلومات والترفيه. مدونة Schtetl Optimized ، التي أبقت المجتمع العلمي على اطلاع دائم بالضجيج الكمي على مدار العقدين الماضيين تقريبًا.

في هذه الحلقة ، يقدم سكوت آرونسون دورة تدريبية مكثفة حول الحوسبة الكمومية ، ويتعمق في التفاصيل ، ويقدم رؤى ، ويوضح المفاهيم الخاطئة المحيطة بالضجيج الكمي.

ملحوظة: منذ أكثر من عقد من الزمان ، توقع سكوت آرونسون أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الثابتة من DWave Systems لن تكون أكثر فائدة من ساحرة لحم الخنزير. لقد توقعت في عام 2006 أنه قبل نهاية عام 2010 ، سيكون لدى DWave بيع تجاري بنظام يحتوي على أكثر من 100 كيوبت. قامت DWave Systems ببيع عدة ملايين لشركة Lockheed في أواخر عام 2010. هذا يظهر فقط أن الخبراء العلميين قد لا يكونون أفضل توقع لما سيحدث. يتم استخدام أنظمة DWave لاستكشاف المشكلات المعقدة وتم توسيع نطاقها إلى 5000+ كيوبت ثابت. شارك سكوت آرونسون في تقديم المشورة للعديد من شركات الكمبيوتر الكمومي ، لذا فهو على دراية بالعمل الذي يتم إنجازه حاليًا.

260 صفحة من الملاحظات بالطبع من فصل سكوت آرونسون عن الحوسبة الكمومية.

الجزء الأول - مقدمة (شخصية)
00:00: سيرة ذاتية
01:02: Shtetl Optimized وطرق التدوين
09:56: تفرغ في OpenAI ، سلامة الذكاء الاصطناعي ، التعلم الآلي
10:54: "أدرس ما لا يمكننا فعله بأجهزة الكمبيوتر التي لا نملكها"

الجزء الثاني. مقدمة (فنية)
22:57: نظرة عامة
24:13: SMBC Cartoon: "الحديث". ملخص المفاهيم الخاطئة للميدان
33:09: كيف تعمل كل الخوارزميات الكمومية: نمط التداخل
34:38: مخطط تفصيلي

الجزء الثالث. يثبت
36:10: مراجعة البتات الكلاسيكية
40:46: منتج موتر وأساس حسابي
42:07: التشابك
44:25: ما هو ليس عمل مخيف عن بعد
46:15: تعريف كيوبت
48:10: تدوين حمالة الصدر والكيت
50:48: مثال على التراكب
52:41: القياس ، تفسير كوبنهاجن

الجزء الرابع. العمل مع Qubits
57:02: العوامل الوحدوية ، البوابات الكمومية
59:03: بوابة هادامارد
1:03:34: تنحية فلسفية: كيفية "تخزين" 2 ^ 1000 بت من المعلومات.
1:08:34: تشغيل CNOT
1:09:45: دوائر الكم
1:12:43: تدوين الدائرة ، تدوين XOR
1:14:55: دقة في تحضير الحالات الكمومية
1:16:32: بناء وتفكيك دارات كمومية عامة: الشمولية
1:21:30: تعقيد الدوائر مقابل الخوارزميات
1:28:45: كيف يتم تنفيذ الخوارزميات الكمومية فيزيائيًا
1:31:55 ما يعادل آلة تورينج الكمومية

الجزء الخامس. تسريع الكم
1:35:48: تعقيد الاستعلام (الصندوق الأسود / نموذج أوراكل)
1:39:03: اعتراض: كيف لا يكون الاستعلام الكمي غشًا؟
1:42:51: تحديد الصندوق الأسود الكمومي
1:45:30: ينتج f الكلاسيكي الفعال U_f بكفاءة
1:47:26: بوابة توفولي
1:50:07: قمامة وحساب الكم
1:54:45: تنفيذ (-1) ^ f (x))
1:57:54: خوارزمية جوزة الألمانية: حيث يدق الكم الكلاسيكي
2:07:08: النقطة المهمة: تدخل بناء وهدام

الجزء السادس. فئات التعقيد
2:08:41: خلاصة. تاريخ خوارزمية سيمون وشور.
2:14:42: BQP
2:18:18: EQP
2:20:50: ص
2:22:28: NP
2:26:10: P مقابل NP و NP- الاكتمال
2:33:48: P مقابل BQP
2:40:48: NP مقابل BQP
2:41:23: حيث تفسد تفسيرات الحوسبة الكمومية

الجزء السابع. تفوق الكم
2:43:46: حوسبة كمية قابلة للتطوير
2:47:43: سيادة الكم
2:51:37: أخذ عينات بوسون
2:52:03: ما فعله جوجل والصعوبات في تقييم السيادة
3:04:22: سؤال مفتوح ضخم