【CQT專訪】物理學徒曾可維

本文是基於2020年九月CQT對我的訪問(可以說是受訪成為當月風雲人物,笑),我會再逐段翻譯的同時補充些被刪減掉的內容並添加更多故事.這樣的問答訪談可以說是對我自己的人生快照保存,非常適合當作自我介紹便與大家分享了:)

我透過喜愛閱讀進入物理世界後,成為量子計算領域的研究生

~曾可維

Q:請問你是誰?

我是曾可維來自台灣,目前在CQT 就讀第三年的PhD.我在Dzmitry lab做離子井實驗物理的研究,我們的研究課題是專注在量子計算和量子資訊領域.當初2016年就讀台大大三時,我是以實習生的身份在Dzmitry lab 工作過一個暑假.

補充:當初真的是中研院張銘顯老師貴人相助我才能到新加坡實習,張老師是Dzmitry 的老同學和老朋友,如果不是這封推薦信我應該是難有今天.尤其CQT是一個非常重視實習經驗的地方,我老闆基本上不會收沒在他lab工作過的人當PhD

Q:說點你的研究工作吧

實驗系統:離子井是量子計算、量子資訊和量子機器學習的絕佳平台.

理論上來說我們可以把向量以量子資訊的形式儲存,然後快速地取得兩個向量的內積,而取得向量內積對於許多基於Kernel 的古典機器學習演算法都是核心步驟.而我們之所以能快速取得內積的原因在於量子電腦不是用乘法:在古典計算機乘法難度和向量大小是線性增長關係,不過在量子計算的世界我們可以用SWAP TEST 直接獲得兩個任意量子態的相似度(也就是內積),所以難度是常數不會隨向量複雜度而上升(不考慮準備量子態的複雜度).

物理上來說我們用Yb171離子的震動態(Phonon)來儲存量子資訊,和主流實驗喜歡用能階(spin)儲存量子資訊不同.即使震動態的量子資訊比較脆弱,在理論上震動態是無限維度的諧震子(而非量子位元的二維),所以在給定相同系統的時候我們可以儲存更多量子資訊.

Q:斷路器措施(新加坡的半封城)如何影響你們的研究?

三月底時實驗室遵循斷路器措施關閉.在六月多實驗室重啟後,我們緩慢地在重建實驗系統,主要的原因是1)實驗系統要求的精確度很高、2)還有不少雷射在斷路器時間內出了問題.就前者而言幾十個微米的準確度讓我們花了幾週的時間反覆調教,在幾個月的時間內實驗室沒有電源、沒有冷氣、沒有日常維護對系統造成很大影響;至於後者,同時兩台高功率雷射出了問題,一台維修成功、 連原廠工程師都無法搞定就只能報銷,還好我們有備用的雷射能將就實驗才沒有停滯.不過總而言之,過去一個月我們實驗室已經回歸正軌,開始收集數據準備發表了.

Q:你為何會進入量子計算的世界?哪些事情影響了你?

我從小就有非常強的渴望想要理解世界、建立知識體系和認知框架.對於物理的熱愛是我廣泛閱讀的自然產物,閱讀的軌跡始於歷史後擴及社會科學和自然科學,中學時對科學史和偉大科學家的興趣讓我在高中加入了物理研究社(全台也就建中、中一中、雄中有這種社團顆顆).可以說在上大學以前,我對於物理的興趣就極為高昂,但是仍需要以下事件催化才讓我走向了量子資訊領域的道路.

第一個節點是:2012年諾貝爾物理獎頒給量子計算實驗巨頭David Wineland,那時候稍加搜尋後我覺得量子資訊領域的時代已經近了、離子井是優秀的實驗方向,這些印象當時已經深植我心.

第二個節點是:2013年我就讀台大物理系大一時系上新聘PI、時從事量子資訊領域的年輕理論物理學家(也就是我後來大四跟隨了一年的林俊達教授),對我來講這是重要徵兆顯示量子計算領域受到更多的重視,興趣也與日俱增.

第三個節點是:2014年量子光學實驗大師A. Aspect 來台大演講「第二次量子革命」,這位大師是實驗證明「貝爾不等式」被違反的偉大先驅,當時能夠看到他本人給了這領域精彩演講和畫大餅後,我便下定決心會往量子資訊的目標邁進.

Q:你博士畢業後仍舊計劃從事研究工作嗎?

會先想找份博士後的工作然後看著辦,我確實是希望成為研究人員,但是這不代表一定要留在學術界才能從事量子資訊的研究,現在畢竟有不少新創乃至於大企業都投注了不少資源在量子資訊領域

Q:分享一下你在CQT 研究生學生會的角色吧?

我是CQT每月學生聚餐的組織者,身為一位老饕和外向的人,基本上沒有比主辦聚餐更容易享受美食和認識朋友的機會了.除了每月聚餐外,我們的學生會也會每週舉辦桌遊之夜和不定期的產業演講.可惜因為Coivd19的緣故使得我們只能把活動都改為線上舉辦.

Q:請問你有哪些興趣呢?

除了閱讀書籍之外,我因為曾在大學時期擔任科幻社的社長所以也對科幻情有獨鍾.我也在參與社團的過程中發現了許多至今熱愛的影視作品,其中我大力推薦的包涵「攻殼機動隊(1995)」、「全面進化(2014)」和「樂園追放(2014)」,對於科幻中短篇作品我會推薦「怒月」和「愛因斯坦赤道」

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