量子機器學習

小記:製備無窮維度量子態

在Dzmitry 實驗室即將發表兩篇論文的時刻,我想透過這篇短文紀錄分享個有趣問題的思考和相關資訊.當初此問題讓我和兩個博後與老闆想了一陣子的時間(可能有幾週到幾個月,中間一直在忙別的實驗和理論),結果解開來之後就發現應該是個修過一門量子力學的大學生都能理解甚至推導的簡單思路.不過即使我這樣輕描淡寫,其實相應理論解答是1996年的PRL,所以製備任意量子態的技巧不是那麼地顯然.如果大家對於這樣的話題有興趣,歡迎回應、分享、讚賞和捐款:)

如何把基態無窮維量子系統變成任意量子態

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【星國紀事】指導教授獲得終身職~12/16

我在上篇記事寫得看起來充滿實驗順利的光明面,不過其實從九月到十一月我一直處於震驚的深層忐忑之中,直到最近我老闆拿到Dzmitry拿到NUS的終身職之後心裡才能完全舒坦,就讓我把這個可能發生的巨變記錄下來,或許平行宇宙中那正是難以避免的動盪命運.希望大家會覺得我的記事覺得有趣,歡迎分享、轉發、留言、拍手讚賞(甚至捐款):)

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【星國記事】量子機器學習實驗進展順利~10/19

這篇網誌是紀錄我過去兩年多博士生涯過得最順手的時段,實在是值得保存這時刻的雀躍,實驗室通常是充滿工程問題和具體限制,不過過去這一個半月的時間實驗不停推進每天都像是高彩度的點,最終聚集成就成了優美的一幅畫.看來武漢病毒所帶來的新加坡半封城三個月的負面衝擊已然消逝,畢業時程不會受到影響.希望大家會覺得我的記事覺得趣,歡迎分享、轉發、留言、拍手讚賞(甚至捐款):)

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【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
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【Nature翻譯】疫情帶讓量子電腦「獲得前所未見」的優質表現

本篇網誌翻譯自Nature短文並加上個人看法,我會採取逐段翻譯接著評論的方式進行,歡迎大家分享、留言、拍手讚賞、甚至捐款XD.這篇吸睛標題文章的作者是馬里蘭大學實驗物理巨頭、離子井量子計算新創IonQ 共同創辦人Christopher Monroe(也是我老闆當年的老闆),文章核心是「經過幾年的努力和投入後,他們其創造了全自動化校正和遠端操控的量子實驗室」,在這波疫情中產生了極高品質的實驗資料,說明遠端操作和全自動化是量子計算實驗的未來.

個人評論:無人環境會產生高品質資料的原因很好理解,因為實驗上光是開門關門造成的氣流、人員上下班造成的大樓溫度改變都是可測噪音,所以我老闆Dzmitry 當年在馬里蘭的時候很喜歡自己一個人半夜做實驗,因為系統穩定、資料乾淨.不過實際上在做量子計算實驗的人都知道物理最多佔1成時間,9成時間都是各種維護、除錯、更新與其他系統工程問題,所以實驗室基本上不要說每週、通常每天都要調教…

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【星國記事】斷路器政策到半重啟之日常~7/4

這兩個月和之前過得不同,感到漫長且充實而非倏忽即逝,主要原因應該是因為在家工作/自學,同時沒有找房子和搬家的事情煩心,故有了非常多時間閱讀和思考的緣故.就讓我提煉一下值得記錄的各種面向形成文章,而開始前先依照慣例:歡迎大家分享、轉發、留言、拍手讚賞(甚至捐款):)

Ps:這次我用了不少Facebook鑲嵌的方法分享資訊,對這種iframe的做法也歡迎大家反饋
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量子機器學習:註腳內不可不知的四個限制

在機器學習(尤其是深度學習)於過去五年落地應用成功、量子計算也開始噴發地邁向主流後,(起源於2008年的)量子機器學習(Quantum Machine Learning)也開始吸引眾人的目光、火上加火的領域.畢竟其彷彿能用量子物理做到古典機器學習做不到的挑戰,產生動輒就是指數加速的演算法,這好到不可思議的光景這到底多少是泡沫(Hype)、多少是實質(Fact)、又或者在科學傳播中漏掉了許多重要的細節呢?

本篇網誌我要帶大家走過一篇關於量子機器學習的經典回顧文章:『read the fine print』 來探討這理論有嚴苛限制條件這問題(當然包含我個人的解讀分析).此論文於2015年刊登在Nature,作者是量子計算理論大師 Scott Aaronson(對複雜度理論有諸多貢獻、同時提出Boson Sampling這個重要實驗),Scott Aaronson的行文非常通順、內容充滿智慧與幽默、也讓人省思,除了在本文中體現之外也可以參考其大作『Quantum Computing since Democritus』.

文章開始前先依照慣例:歡迎大家分享、轉發、留言、拍手讚賞(甚至捐款)XD

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實驗進展、高中同學來SG工作~3/ 8

在結束返台假期回到新加坡後不知不覺已經超過一個月了,在累積了可觀的生活點滴、實驗進展、學術思考後,自然又到了網誌記錄的時間,畢竟現在回想起來栩栩如生的記憶很有可能會在幾年內就消逝殆盡.對於本網誌依照慣例一樣是歡迎留言轉發和分享讚賞了:)

台灣行紀錄

這次回台灣照慣例仍舊是開心和朋友玩桌遊、吃飯聊天更新近況,比較不同的是我有特別去找好幾年沒見面的朋友出來交流,如果在這個時間軸沒有把斷線接回來之後應該就不會再聯絡了.當然對於每次都見面的老朋友,也還是能夠近一步交心和解開心結的:) Continue reading…

從SWAP Test 漫談量子資訊與量子機器學習

如何比較兩個量子態是否相同?

從資訊的角度來思考量子物理會發現很多有趣的現象(即使我們先撇開詮釋的部分).首先我們知道量子力學世界裡,波動方程式要求資訊是守恆的、意思是所有連續平滑的物理系統演化都是可逆的Unitary operation(光是說到這就已經有霍金輻射引起的「黑洞資訊悖論」,幽微的問題非常多),如果有人能從宏觀掌握整個宇宙波函數,那未來和過去的可能性便盡收眼底.可惜這世界沒有這麼單純,麻煩的是我們實驗上總是沒有看到波函數疊加態(如電子被測量時不是自旋上就是自旋下),不論是哥本哈根詮釋的波函數「塌陷」還是多世界詮釋下的去相干,有個過程使得我們只能讀到波函數的本徵態.這意味著當我們要從波函數提取資訊時就會摧毀它(至少在局部的觀點上),當然透過類似「量子擦除實驗」的例子我們可以透過放棄提取資訊重新看到干涉條紋(疊加態的特徵).

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量子演算法概述與無窮維度的量子機器學習

為了紀念自己通過博士資格考、並推廣科普幫助外界理解這個有趣的領域,於本篇文章我會分享自己對於量子演算法的理解、 然後著重於為何要用無窮維度系統做量子機器學習,我會盡可能用文字說明與類比、並且附上連結給大家參考.即使修過兩次研究所等級的量子資訊(用的是聖經本Nielsen and Chuang)和一次博士班進階量子演算法(Andrew Childs筆記),在動筆時我仍舊會停下來思考記憶是否準確、還跑去翻書和看筆記,所以這主題很難理解很正常、獲得些感覺就行了;另外,因為自己是物理出身、所以對於演算法的嚴謹性和複雜度分析只能說是略懂,請資訊科學界和數學出身的朋友體諒了:)
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