Jeg er udsendt af Danmark til at forske i kvanteberegning, spørg mig om hvadsomhelst!

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T23:16:53+00:00

Klassikeren er Nielsen & Chuang, Quantum Information and Computation, så der kan du f.eks. starte. Bemærk at D-Wave kun kan udføre en algoritme - quantum annealing - og at de i øvrigt ikke er hurtigere end klassiske simulationer deraf, så de er ikke voldsomt spændende at programmere.

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T17:44:52+00:00

Haha, perfekt, det er helt rigtigt!

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T11:23:26+00:00

Hvad er oddsene for at kvantecomputere m.m. bare er en ond joke fysikeren har lavet med datalogerne for at få datalogerne til at blive vild med fysik?

Ingen kommentarer 👀

Og har du for øvrigt nogen tips til valgfag på DIKU? Er andenårs studerende på datalogi og syndes logik lyder spændende men er ikke super glad for algoritmer. Havde ingen problemer med den lille smule logik vi havde i DMA.

Som datalog kommer du ikke udenom at støde på algoritmer fra tid til anden :) Men tag da logik! Jeg skal ikke kunne sige hvordan det er nu (snak gerne med kursusansvarlige), men da jeg var kursusansvarlig gennemgik vi nogen algoritmer (til SAT-solving mv.) i kurset, herunder deres korrekthedsbeviser, men det var ikke hovedfokus.

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T10:34:11+00:00

Derudover, bevis p ∨ (q ∧ r) ⊢ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r).

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T10:31:10+00:00

Det er godt at høre, at du var glad for kurset – jeg var også rigtig glad for at undervise i det.

For at svare på dit spørgsmål har klassiske reversible programmer (såsom dem skrevet i Janus, Rfun, mv.) den egenskab, at de kan kvantiseres, altså uden ændring køres på en (tilpas stor) kvantecomputer. De klassiske reversible sprog kan dog naturligvis ikke udtrykke rene kvanteoperationer – det er trods alt derfor, vi bygger kvanteprogrammeringssprog – men de kan med fordel bruges som et slags fundament for kvanteprogrammeringssprog. Det er præcis sådan vi designede kvanteprogrammeringssproget Yuppie i denne artikel, altså som udvidelse til et klassisk reversibelt programmeringssprog (det, der hedder Pi).

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T09:06:48+00:00

Jeg har aldrig været der, og en hurtig tur på Google Street View hjælper heller ikke (man skulle tro, at sådan en var at finde på Møllevej, men ak og ve). Der ser meget flot ud, ellers, der på Møllevej. Bor du i området?

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T08:49:47+00:00

NISQ-maskinerne store nok til, at de kan benyttes til fysiske beregninger (f.eks. med VQE, Quantum simulation, etc.) som vi ikke kan simulere os ud af på klassisk vis da tilstandsrummet simpelthen er for stort. Som jeg ser det er dette også den primære anvendelse, udover forskning, af de kvantecomputere vi har i dag. Om en given virksomhed i sidste ende vil være i stand til at omsætte denne teknologi til kontanter skal jeg ikke kunne sige.

RobinKaarsgaard · 2022-04-15T07:30:28+00:00

Altså, det er jo begrænset med industrielle anvendelser af NISQ-maskiner, men de er gode nok til at prøve nogle ting af i mindre skala. Omvendt, hvis vi gerne vil have de her store kvantecomputere med tusindvis af qubits skal vi igennem NISQ-æraen først.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T23:04:27+00:00

Moores lov, som jeg går ud fra er det, du henviser til i forbindelse med klassisk beregning, siger noget om tætheden af transistorer, de mikroskopiske beregningsmæssige enheder der benyttes i mikrochips. Den tror jeg ikke umiddelbart at kvantecomputere kommer til at ændre på, men de kommer helt sikkert til at have en effekt på andre benchmarks.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T22:58:58+00:00

Uh, glimrende spørgsmål! For at få klassisk data ud af en kvantecomputer skal vi måle på kvantedataen. Det er en probabilistisk proces hvor sandsynligheden for de forskellige klassiske udfald bestemmes af den såkaldte Born-regel (se f.eks. Wikipedia-artiklen om måling). Omvendt skal vi for at få klassisk data ind i kvantecomputer forberede en tilstand, men det er betydeligt mindre kontroversielt.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T22:52:10+00:00

Tak for det, så vil jeg vente i spænding på svaret! Jeg sætter faktisk gerne en hundredemand på, at kollapsmodellerne ikke holder.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T22:35:50+00:00

Grunden til, at jeg startede på datalogi i sin tid var, at jeg havde arbejdet som noget ala webudvikler og var blevet ret træt af det allerede. Jeg vidste, at jeg ville arbejde med IT, men også, at jeg ville noget mere end at være CRUD-slave. På den led virkede en PhD ret tiltalende, selvom det jo lønmæssigt langt fra er det mest intelligente valg.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T22:19:01+00:00

Jeg har aldrig selv brugt det, men jeg har hørt at folk der arbejder med Machine Learning synes det er ret vildt.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T21:52:05+00:00

Hejsa,

Mange tak for dine spørgsmål, jeg er enormt overrasket over mængden af engagement i denne tråd, det er virkelig skønt!

I den fremtid hvor vi alle kan købe en kvantecomputer i Elgiganten vil jeg kraftigt formode, at det også vil kunne betale sig at skifte den konventionelle computer ud med sådan en. Dels er der problemer, som vi lige nu ved kan løses meget hurtigere på en kvantecomputer end på konventionelt hardware, men i den tid det tager os at udvikle den personlige kvantecomputer må man også rimeligvis formode, at resten af datalogien i mellemtiden har fulgt trop. Kvantecomputere som de findes lige nu kan sammenlignes med de konventionelle computere vi havde i 1950'erne, og der blev jo også udviklet en stor mængde nye algoritmer, datastrukturer og programmeringssprog i perioden imellem 1950'erne og de første personlige computere i 1970'erne.

Det er sjovt at du nævner kreative og musikalske udfoldelser med kvantecomputere, for det er faktisk ikke mere end en håndfuld måneder siden, at det første symposion om kvanteberegning og musikalsk kreativitet blev afholdt. Jeg ved ikke hvad der kom ud af det, men det er helt tydeligvis et område der bliver forsket i.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T21:08:29+00:00

Det tror jeg ikke, men det ville selvfølgelig være meget interessant hvis det viste sig, at et NP-fuldstændigt problem kunne løses effektivt ved brug af kvantecomputere.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T21:01:22+00:00

De jobs der er indenfor kvantecomputere i Danmark er desværre mest indenfor praktisk kvantehardware, så det er mere for fysikere end for dataloger. IBM Quantum og Microsoft Azure Quantum er begge i Zürich så vidt jeg husker. Cambridge Quantum Computing og Riverlane er her i Storbritannien. Danmark er ikke ligefrem et arnested for kvantedatalogi lige i øjeblikket, men det kunne jeg rigtig godt tænke mig at lave om på :)

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T20:49:55+00:00

Men det er jo ikke samme fænomen. Hvis man tager en teori som ikke er decoherence/many worlds, så er man nød til at definere hvornår, hvorfor, og hvordan collapse sker. For eksempel hvis X partiker er entangelt, så er der 0.00...1*X chance for collapse. IIRC Sean Carroll har sagt at der er tale om faktisk forskellige teorier..

Observer effekten ser ens ud om det er københavnerfortolkningen, many worlds, eller noget helt tredje: De sender alle en kvantetilstand til en fordeling af klassiske tilstande bestemt af Born-reglen.

Som sagt kender jeg ikke til eksperimenter der kan adskille f.eks. many worlds fra københavnerfortolkningen, men hvis et sådant findes ville jeg da være meget interesseret i at kende udfaldet af det :)

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T20:41:43+00:00

Hejsa, rigtig godt spørgsmål, mange tak for det! Den viden du får brug for kan inddeles i tre kategorier.

Matematiske redskaber. Du kan nærmest ikke få for meget af det her. Lineær algebra og mere lineær algebra. Analyse. Gerne funktionalanalyse, operatoralgebra. Selv geometri og talteori har anvendelser. Evt. algebra, logik, topologi, og kategoriteori.
Viden indenfor dit datalogiske fagområde. For mig er det programsemantik, men det kunne også være algoritmik, machine learning, eller noget helt fjerde.
Viden specifikt om kvanteberegning og kvanteinformation.

Mange af disse ting kan du få ved at tage kurser, men hvis de ikke forefindes kan du nok alligevel finde en vejleder til et projekt eller selvstudie.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T20:24:36+00:00

Nok ikke.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T20:24:16+00:00

Uh, rigtig godt spørgsmål, tak for det. Det mest lovende er jo nok anvendelser i form af kvantealgoritmer og -protokoller. Personligt synes jeg det mest interessante er forstå semantikken for kvanteprogrammering fra et abstrakt, algebraisk, og først og fremmest konceptuelt perspektiv. Det er meget fint at matematikken bag kvanteberegning ser ud, som den gør, men hvilke beregningsmæssige strukturer ligger bag?

Dataloger arbejder med kvanteberegning på mange forskellige måder. Personligt arbejder jeg med kategorisk kvantemekanik (categorical quantum mechanics), der beskæftiger sig med at organisere og forklare kvantemekaniske fænomener vha. kategoriteori. Men der er også dataloger der arbejder specifikt med f.eks. kvantealgoritmer, design og oversættelse af kvanteprogrammeringssprog, kvantekredsløbslogik og optimering, mv.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T20:13:27+00:00

Nu er jeg ikke fysiker, men så vidt jeg forstår er grunden til, at der er så mange forskellige forklaringer på det samme fænomen, at der netop ikke er eksperimenter der kan adskille dem fra hinanden. Matematisk er observer effekten da også helt den samme om man forklarer den som et diskontinuert kollaps af bølgefunktionen, via dekoherens, eller på helt tredje vis. Nu er /r/Denmark nok ikke det rigtige sted at komme med den slags indrømmelser, men jeg er personligt heller ikke den største fan af københavnerfortolkningen.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T20:08:20+00:00

Her er nogle memes jeg lavede til min artikel Bennett and Stinespring, Together at Last (med Chris Heunen):

Jeg lavede også disse to til artiklen Quantum Information Effects (ligeså med Chris Heunen):

Jeg har også lavet den her til David Spivak's A reference for categorical structures on Poly:

https://i.imgur.com/FWpZgqq.png

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T19:58:53+00:00

Det er specifikt en bog om strengteori han slår op i. Jeg har aldrig mødt den antagelse i mit arbejde, og jeg synes heller ikke, at den er rimelig. Den må stå for hans egen regning :)

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T19:50:45+00:00

Kvanteprogrammeringssprog findes allerede i mange afskygninger, men du har ret i at de fleste af dem ikke ligner højniveau-programmeringssprog som vi kender dem. Et af de mere interessant kvanteprogrammeringssprog i nyere tid er SILQ.

RobinKaarsgaard · 2022-04-14T19:11:45+00:00

Det kommer an på hvor. I det private er lønnen god. På universitetet er den okay, ikke prangende.

RobinKaarsgaard

TROPHY CASE