การคำนวณควอนตัมนั้นเพียงพอสำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ไม่มีพื้นฐานด้านฟิสิกส์หรือไม่?

เกี่ยวข้องกับคำถามนี้เล็กน้อย แต่ไม่เหมือนกัน

วิทยาการคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่จำเป็นต้องมีความรู้ด้านฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เพื่อให้สามารถวิจัยและพัฒนาในสาขานี้ได้ แน่นอนว่าคุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับเลเยอร์ทางกายภาพพื้นฐานเมื่องานวิจัยของคุณเกี่ยวข้องกับสิ่งนั้น แต่ในหลาย ๆ กรณีคุณสามารถเพิกเฉยได้ (เช่นเมื่อออกแบบอัลกอริทึม) แม้ว่ารายละเอียดสถาปัตยกรรมมีความสำคัญ (เช่นเค้าโครงแคช) บ่อยครั้งที่ไม่จำเป็นต้องรู้รายละเอียดทั้งหมดเกี่ยวกับพวกเขาหรือวิธีการนำไปใช้ในระดับกายภาพ

การคำนวณควอนตัมมาถึงระดับ "วุฒิภาวะ" หรือไม่? คุณสามารถออกแบบอัลกอริทึมควอนตัมหรือทำวิจัยจริงในสาขานักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ไม่รู้เรื่องควอนตัมฟิสิกส์หรือไม่? คุณสามารถ "เรียนรู้" การคำนวณควอนตัมโดยไม่สนใจด้านกายภาพและคุ้มค่าหรือไม่ (ในแง่ของอาชีพทางวิทยาศาสตร์)

การพูดในฐานะนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ไม่มีพื้นฐานด้านฟิสิกส์ทำให้มีส่วนร่วมในการคำนวณควอนตัม: ใช่นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ไม่มีพื้นฐานด้านฟิสิกส์สามารถมีส่วนร่วมในการคำนวณควอนตัมได้ แม้ว่าฉันคิดว่ามันเป็นอย่างนั้นเสมอ มันไม่เกี่ยวอะไรกับฟิลด์ที่เป็น "ผู้ใหญ่"

หากคุณเข้าใจถึงหลักสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัม (การดำเนินการคือเมทริกรวมกันสถานะคือเวกเตอร์หน่วยการวัดคือเส้นโครง) และรู้วิธีใช้สิ่งเหล่านั้นในบริบทของการคำนวณคุณสามารถสร้างอัลกอริธึมควอนตัม ความจริงที่ว่าแนวคิดเหล่านี้มาจากฟิสิกส์เป็นเรื่องที่น่าสนใจในอดีต แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกันจริงๆเมื่อปรับวงจรควอนตัมให้เหมาะสม เป็นตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม: ฟิสิกส์ควอนตัมหนักมากในแคลคูลัส แต่การคำนวณควอนตัมไม่ได้

ฟิสิกส์ควอนตัมมีความเกี่ยวข้องถ้าคุณพยายามออกแบบอัลกอริทึมสำหรับการจำลองระบบควอนตัม และแนวคิดบางอย่างที่คุณจะเรียนรู้ในหลักสูตรฟิสิกส์ควอนตัมก็ควรปรากฏในหลักสูตรการคำนวณควอนตัม แต่โดยรวมแล้วฉันเห็นด้วยกับ Scott Aaronson :

[ของฉัน] วิธีสอนกลศาสตร์ควอนตัม [... ] เริ่มต้นโดยตรงจากแกนแนวคิด - กล่าวคือการวางนัยทั่วไปของทฤษฎีความน่าจะเป็นเพื่อให้มีเครื่องหมายลบ เมื่อคุณรู้ว่าทฤษฎีนี้เกี่ยวกับอะไรคุณสามารถโรยในวิชาฟิสิกส์เพื่อลิ้มรส [... ]

[กลศาสตร์ควอนตัม] ไม่ใช่ทฤษฎีทางกายภาพในความหมายเดียวกับแม่เหล็กไฟฟ้าหรือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป [... ] โดยทั่วไปกลศาสตร์ควอนตัมเป็นระบบปฏิบัติการที่ทฤษฎีทางกายภาพอื่น ๆ ทำงานเป็นซอฟต์แวร์ประยุกต์ [... ]

[... ] [กลศาสตร์ควอนตัม] เกี่ยวกับข้อมูลและความน่าจะเป็นและสิ่งที่สังเกตได้และวิธีที่พวกเขาเกี่ยวข้องกัน

ในขณะที่ฉันสามารถเล่าประสบการณ์ของฉันฉันจะตอบว่าใช่ เราสามารถออกแบบอัลกอริทึมได้โดยปราศจากความรู้ด้านฟิสิกส์ สำหรับฉันมันเป็นแนวคิดทางคณิตศาสตร์จนถึงตอนนี้ ฉันจำได้เมื่อฉันดูหลักสูตรเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัมจาก Scott Aaronson และเขาอ้างว่า:

การคำนวณควอนตัมเป็นเรื่อง "ง่าย" จริง ๆ เมื่อคุณเอาฟิสิกส์ออกจากมัน

อย่างไรก็ตามถ้าคุณกำลังจะไปทำงานกับแอพพลิเคชั่นในสาขาฟิสิกส์หรือเคมีมันจะมีประโยชน์เสมอที่จะมีภูมิหลังของสิ่งที่คุณกำลังจะทำ

ฟิลด์นี้เปิดให้ภูมิหลังมากมาย (คณิตศาสตร์ฟิสิกส์วิทยาการคอมพิวเตอร์ ... ) ฉันคิดว่ามันเป็นเพียงความท้าทายบางครั้งการสื่อสารระหว่างภูมิหลังที่แตกต่างกัน แต่มันเป็นไปไม่ได้ แน่นอนว่าฉันคิดว่ามันสร้างสรรค์และสามารถเป็นประโยชน์ในการร่วมมือกัน แต่เราสามารถเกี่ยวข้องกับการตีความ / แนวคิดที่เขาต้องการได้เสมอ

ในฐานะอาชีพมันเป็นอีกครั้งตามมุมมองของคุณ ฉันคิดว่ามีงานต้องทำมากมายในสาขานี้ดังนั้นไม่ต้องกังวลกับมัน ทำถ้าคุณรู้สึกว่าคุณชอบมัน การทำงานในสาขานี้ไม่ได้หมายความว่าคุณต้องควบคุมตนเอง คุณจะต้องทำงานกับอัลกอริทึมแบบดั้งเดิมและคุณจะต้องมีทักษะการเขียนโปรแกรม

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้จากมุมมองของนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์มีหนังสือเล่มนี้ที่อาจเป็นประโยชน์: https://www.amazon.com/Quantum-Computing-Computer-Scientists-Yanofsky/dp/0521879965

ขอให้โชคดีในการเดินทางควอนตัมของคุณ!

มันเป็นอย่างนั้นมาตลอด คุณสามารถศึกษาหนังสือของ Nielsen & Chuang ได้โดยไม่ต้องรู้เรื่องฟิสิกส์ มีการแนะนำโดย Merminมุ่งเป้าไปที่นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ อาจมีแหล่งข้อมูลอื่นอีกมากมาย (ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าหนังสือของ Aaronson ที่ใช้การบรรยาย CSนั้นเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ไม่มีพื้นฐานด้านฟิสิกส์) โดยรวมแล้วพิธีการฟิสิกส์จำเป็นต้องเข้าใจข้อมูลควอนตัมและการคำนวณคือ ค่อนข้างต่ำที่สำคัญเมื่อเทียบกับสาขาอื่น ๆ ของฟิสิกส์ (ควอนตัม) (นี่ไม่ได้หมายความว่าการศึกษาปรากฏการณ์ในข้อมูลควอนตัมและการคำนวณเป็นสิ่งที่ต่ำมาก)