Tôi là sinh viên khoa học máy tính đại học và tôi hiện đang lên kế hoạch cho dự án tốt nghiệp của mình. Tôi cần một số ý tưởng trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Có ai giúp đỡ không?
Tôi là sinh viên khoa học máy tính đại học và tôi hiện đang lên kế hoạch cho dự án tốt nghiệp của mình. Tôi cần một số ý tưởng trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Có ai giúp đỡ không?
Câu trả lời:
Tôi đã đăng một số ý tưởng dự án lý thuyết phức tạp lượng tử tại http://scottaaronson.com/blog/?p=471
(Nhưng hãy cẩn thận, hầu hết đây là những vấn đề đã được mở trong nhiều năm! Gợi ý của tôi cho một dự án đại học sẽ là phá vỡ một phần của một trong những vấn đề.)
Một dự án tôi muốn đề xuất là: Cố gắng phát triển thuật toán lượng tử dựa trên bước đi ngẫu nhiên lượng tử để lập trình tuyến tính. Đối với dự án, trước tiên bạn nên tìm hiểu một số sự kiện cơ bản về các bước ngẫu nhiên lượng tử và cách chúng hữu ích về mặt thuật toán, thứ hai về các thuật toán loại đơn giản ngẫu nhiên và thứ ba cố gắng kết hợp cả hai. Phần 3 rất tham vọng và tôi không biết có thể nói được điều gì hiệu quả không, nhưng phần 1 và 2 đã tốt cho một dự án đại học.
Kết quả DWaves với tìm kiếm hình ảnh là một chút kỳ lạ. Hiện tại không có bằng chứng mạnh mẽ nào cho thấy các thiết bị của DWave không thể được mô phỏng hiệu quả. Điều này đã được thảo luận rất chi tiết trên một số blog (đối với Scott Aaronson và Dave Bacon đều đã bao gồm DWave nhiều lần).
Bây giờ, bỏ qua một bên, có một số lượng lớn các dự án tiềm năng, tùy thuộc vào khía cạnh của máy tính lượng tử mà bạn quan tâm. Nó cũng phụ thuộc vào mức độ hiểu biết của bạn về cơ học lượng tử và vật lý. Các câu hỏi kiểu kiến trúc thường trở nên khá vật lý, vì các hạn chế thử nghiệm đóng một vai trò lớn trong việc xác định vấn đề nào đáng xem xét. Các thuật toán và độ phức tạp truyền thông là các lĩnh vực định hướng CS nhiều hơn.
Có một số mô hình tính toán lượng tử khác nhau, và có những rào cản lớn hơn để gia nhập đối với một số người hơn là những mô hình khác. Điện toán lượng tử đáng tin cậy và tôpô có xu hướng khó vào hơn mô hình mạch và mô hình tính toán dựa trên đo lường.
Một vấn đề tôi đã thành công với một sinh viên mùa hè đang làm việc là xấp xỉ các ngưỡng chịu lỗi cho các mã sửa lỗi khác nhau bằng mô phỏng. Đây là một cái gì đó có một rào cản tương đối thấp để nhập cảnh. Một ý tưởng khác là xem xét các sơ đồ tự động tế bào lượng tử cho các nhiệm vụ mục đích đặc biệt (mã hóa, đo lường, chuẩn bị trạng thái).
Bạn đã đề cập đến học máy, vì vậy có lẽ bạn có thể muốn xem xét sử dụng lập trình tiến hóa để phát triển các mạch lượng tử cho các vấn đề đơn giản khác nhau. Tôi đã chơi xung quanh với điều này một vài lần và có vẻ như bạn có thể có một số hành vi khá hay (ví dụ: phát triển các quy tắc tìm kiếm).
Tôi có thể tiếp tục liệt kê các ý tưởng ngẫu nhiên có thể tạo ra một dự án phù hợp, nhưng nếu bạn có thể đưa ra nhiều ý tưởng hơn về lĩnh vực bạn quan tâm, tôi nghĩ bạn sẽ nhận được câu trả lời tốt hơn. Một câu hỏi cơ bản có thể đơn giản là bạn có quan tâm đến một dự án mã hóa, một về thiết kế phần cứng, một về lý thuyết thuần túy, v.v.? Tùy thuộc vào con đường bạn muốn đi, sẽ có một loạt các khả năng khác nhau.
Tôi đề nghị một cái gì đó như cung cấp các công cụ phát triển điện toán lượng tử hiện tại (như libquantum) với khả năng tận dụng các GPU hỗ trợ CUDA để tăng tốc mô phỏng. Điện toán lượng tử ít nhiều nói về đại số tuyến tính, tức là các phép toán ma trận và vectơ, đó là những gì GPU được thiết kế cho lần đầu tiên.
Các ngôn ngữ theo chủ đề điện toán lượng tử như QCL đã được tạo ra cho các dự án luận án. Trong thực tế, bất kỳ ngôn ngữ dựa trên điện toán lượng tử nào tôi thấy được triển khai trên web đều đã được thực hiện cho các dự án luận án. Bạn cũng có thể thử mã hóa trình giả lập lượng tử. Trong cuốn sách "Điện toán lượng tử cho các nhà khoa học máy tính", họ cung cấp các bài tập lập trình cộng gộp với một trình giả lập như vậy.
Tôi không biết điều này sẽ hữu ích như thế nào, nhưng có lẽ nó sẽ cung cấp một số hướng dẫn.
Vào mùa xuân năm 2009, Sasha Razborov đã dạy một khóa học về điện toán lượng tử. Trang web của khóa học chứa một số ý tưởng "dự án", cũng như các tài liệu tham khảo cho một vài bài báo lượng tử.
Các "dự án" trên trang thực sự chỉ là "các vấn đề bài tập về nhà nhiều hơn", vì vậy chúng có thể không phù hợp với bản thân cho một luận án cao cấp, cũng sẽ không mất 11 tháng. Tuy nhiên, những vấn đề đó và / hoặc một số tài liệu tham khảo có thể châm ngòi cho một số ý tưởng hay cho bạn.