Existe-t-il des ressources organisées à partir desquelles je peux commencer mes études en informatique quantique?

Je suis un étudiant en informatique et je suis actuellement à la recherche de ressources pour en savoir plus sur les ordinateurs quantiques, les modèles informatiques quantiques, leurs principes de travail, leurs portes et quelques algorithmes quantiques simples.

Une liste organisée des ressources peut être trouvée ici .

Dans le cas où le lien ci-dessus disparaît un jour, je devrais choisir quelques faits saillants. Bien que ce soit entièrement subjectif

• Guide d'utilisation d'IBM Q Experience
• Tutoriel pour QISKit SDK
• Notes de cours de Preskill
• Cours ouvert par le MIT
• Cours ouvert par l'Université Keio

Le livre Quantum computation and quantum information de Nielsen et Chuang est une bonne lecture afin de vous initier au monde du calcul quantique. Le livre suppose une expérience préalable minimale en mécanique quantique et en informatique, visant plutôt à être une introduction autonome aux caractéristiques pertinentes des deux, c'est donc vraiment un bon point de départ pour quiconque souhaite se familiariser avec le monde de l'information quantique. science.

Je répondrai à cette question de deux manières: premièrement, je vous dirai comment j'ai appris, et deux je vous dirai comment j'aurais aimé apprendre avec le recul. Différentes personnes apprécieront l'une plus que l'autre, mais les deux ont plus de valeur qu'une liste géante de ressources sans aucune indication par où commencer.

Comment j'ai appris

J'ai commencé comme vous, en possession d'une formation de premier cycle en informatique. J'ai commencé à lire l' informatique quantique: une introduction par N. David Mermin. C'est un très bon manuel, mais je ne pouvais absolument pas le parcourir. Je devais m'assurer de comprendre chaque ligne avant de passer à la suivante. J'ai eu l'impression de ne pas apprendre très rapidement, alors qu'en fait (en raison de la densité du manuel), je prenais une énorme quantité d'informations.

Après quelques semaines avec le manuel Mermin, j'ai acheté Quantum Computing for Computer Scientists par Yanofsky & Mannucci. C'est une introduction beaucoup plus douce que Mermin, presque trop douce: j'ai sauté les premiers chapitres sur l'algèbre linéaire et les nombres complexes. Cependant, en combinaison avec le manuel Mermin, j'ai acquis une bonne compréhension des bases de l'informatique quantique. C'est à ce moment que j'ai atteint mon seuil personnel pour sentir que j'avais «compris» l'informatique quantique.

Les débutants recommandent souvent le calcul quantique et l'information quantique par Nielsen & Chuang (également appelé "Mike & Ike"). Je pense que ce n'est pas un bon conseil. Si j'avais essayé d'apprendre de ce manuel, j'aurais échoué. Cependant, c'est un excellent manuel après avoir déjà compris les bases . Pour l'anecdote, je connaissais deux personnes qui ont essayé d'apprendre l'informatique quantique en même temps que moi: l'une a utilisé Mike & Ike, et l'autre a utilisé un livre intitulé Quantum Computing: A Gentle Introduction . Aucun de ces gens ne comprend l'informatique quantique aujourd'hui.

Comment j'aurais aimé avoir appris

Mon expérience d'apprentissage de l'informatique quantique a exigé un énorme effort mental, et au final ce que j'ai appris n'était pas vraiment compliqué! J'ai donc créé une conférence intitulée Quantum Computing for Computer Scientists ( slides ), qui est la conférence à laquelle j'aurais aimé avoir accès avant d'essayer de lire des manuels. La conférence est populaire et bien reçue, et je pense qu'elle couvre tout ce qui est vraiment délicat sur le plan conceptuel; une fois que vous avez surmonté ces obstacles conceptuels, vous pouvez appliquer vos compétences informatiques habituelles pour apprendre tout le reste sur l'informatique quantique dont vous avez besoin (comment fonctionnent des algorithmes spécifiques, etc.).

1. Regardez la conférence que j'ai créée.
2. Regardez les conférences du professeur Umesh Vazirani sur l'informatique quantique; ils étoffent ma conférence et il est un explicateur extrêmement efficace des concepts (ceux-ci sont dispersés sur YouTube mais vous pouvez trouver une liste de lecture complète ici )
3. Parallèlement, parcourez les premiers chapitres des manuels Mermin ou Yanofsky
4. Après avoir senti que vous comprenez les bases de l'informatique quantique, choisissez les sujets qui vous intéressent dans le manuel Nielsen & Chuang
5. Restez autour de quantumcomputing.stackexchange, lisant des questions et réponses, posant les vôtres et peut-être éventuellement répondant aux vôtres!

Bonne chance!

Cela dépend vraiment de l'endroit où se trouve votre cerveau. En particulier, combien de mathématiques vous avez sous votre ceinture. Une grande partie de ce que vous aurez besoin de comprendre est contenue dans l'algèbre linéaire (sur les nombres complexes.) Zoom plus: tout est dans le produit tensoriel. La plupart des explications que je vois sur la façon dont le tenseur fonctionne sont brutalement difficiles à comprendre en tant que novice. En fait, on peut faire valoir que tout le domaine de l'informatique quantique a été freiné par notre compréhension des produits tenseurs et leur capacité à travailler avec eux (calculer). Dans cette veine, je recommanderais fortement le livre récent de Coecke et Kissinger "Représentation des processus quantiques." Bien que vous souhaitiez peut-être d'abord lutter avec un texte plus traditionnel, afin d'apprécier davantage l'approche schématique.