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量子计算研讨班总结

D班-米焱

兰州大学理论物理专业2019级本科生

 

初始“量子计算”是在大二上学期量子基础最后一节课上，老师给我们讲述量子力学最新的进展，而“量子计算”就是当时的内容之一。当时痴迷于“产生随机数”的我，在那此课上得知量子计算机可以产生真正的随机数后我变得欣喜若狂，并开始对“量子计算”（虽然量子计算和量子计算机区别很大，但那时候还不太了解）产生了极大的向往。

今年的6月2号，我在班级的通知群里收到了一条消息：

看到“量子计算”这久违的四个字，我的内心狂喜并开始胡思乱想到：“我也可以开始学量子计算了吗？我以后真的可以做这个方向了吗？”在此之后，我花了4-5天的时间去认真思考自己是否真正感兴趣并愿意去做这个方向这个重要的问题。在此基础上我填写了报名表，并在6月8号的晚上发出了这封象征迈出第一脚的报名邮件：

在发出了那封邮件之后的十几天里，由于一直觉着自己不够它的条件，觉得自己一定候会落选，内心一直都十分忐忑。等待期间，27号参加了老师组织的线上介绍会议。这次会议上对“量子计算”的解释让我对这个方向充满了坚定与期待。27号过后，又是很长一段时间煎熬的等待，直到7月2号这天一封邮件到达了我的邮箱：

那天早上，已经习惯了每天起床第一件事就是看看邮箱的我，在锁屏面突然发现了一条新邮件的提醒，并看到了“各位同学，大家好！收到这封邮件，就意味着你已经通过第二次筛选，成功”的字样。那个“成功”的出现让我 “哇”的一声突然跳了起来。现在再回想，仍旧会体会到那时的兴奋。而且对于那个时期的我，入选不仅让我变得兴奋，还除去了处于期末周产生的所有焦虑。

第一次讨论班是在7月10号的晚上8点，那也是我暑假呆在学校的最后一天。作为理论物理专业的学生，第一周的内容其实在早在很久之前便已经完整的学过。那天的讨论课，我很快便发现了大家会对同一个概念产生不同方面的理解，这使得原以为不会学到新东西的自己，最终收获颇多。也正是因为这份收获，让我对“讨论”二字的内涵开始有了真正的理解。

之后连续的两次课由于自己的其他专业课程（线上）导致冲突而错过了讨论。我记得，第三次课程结束的时间，也是我回到老家的日子。原以为在专业课结束之后并回到家的自己能够更好的学习并参与到量子计算研讨班的讨论中。但可惜的是在第四次课，由于一些私人原因，导致我无法参加那一次的课程，并最终导致我缺席了之后暑假的所有课程。那一段时间，我无时无刻不在想：如果我没有返家是不是也就不会发生这种糟糕的情况。

虽然无法参与线上的讨论课，但是我并没有停止在量子计算这个方向上继续学习。每天，我依然会在很晚的时间里抽出一段时间来学习“Quantum Computation and Quantum Information”（也就是这次量子计算研讨班的教材）的内容。

之前由于对计算物理的兴趣（这也是我后来会喜欢上量子计算的部分原因），已经尝试并看完了“An Introduction to Computer Simulation Methods: Application to Physical Systems”这本书，但是这并没有让我在这次的学习中顺利很大。虽然书中大部分内容我可以略读，但是当我碰到很多的专业词汇之时，我就无法再继续阅读下去了。所以那时候的我别提有多痛苦了，每次都是“一边查，一边看，看完后再看又忘又只能继续查下去”。不过，让我感到欣慰的是，在这样痛苦的阅读之后也就是暑假结束后，我已经能够较为轻松的通读一些部分的内容，且碰到专业词汇时，也能够通过自己的方法通过“猜测”而继续阅读下去。

回到学校之后，我又开始参与那久违的讨论课。虽然已经脱节了很久，但是让我惊讶的是再一次听着同学们以及解老师的讲解，竟然没有产生一丝丝的陌生感。

说起这次量子计算研讨活动，我确实学到了太多东西。 “qubit”以及 “Quantum circuit”与数字电路的联系，让我对两个不同维度的东西成功的结合了起来。P=NP问题让我对量子计算已经量子密码学理解的更加深刻。此外，我还学到了一些算法，如多项式时间内实现大数分解的Shor算法，并了解到它对现代加密算法的极大威胁；以及在根号N的时间内实现在无序集合上搜索的Grover 算法。在算法上的学习让量子计算对这个对程序算法有很大兴趣并还参加过一些算法竞赛的我来说，显得无比亲切，也让我更真实的感受到了量子计算的强大。尤其是对于Grover 算法的学习，让我对曾经所学过的如深搜（DFS）、广搜（BFS）、回溯、二分等经典的搜索算法产生了不一样的认识。

 

（图来自网络）

总结最后，我不知道能不能继续进入下一阶段的学习或研究，但是我相信不管是在大学剩下的两年还是日后的工作中，我依然会继续在这个方向上的学习和研究，并努力探索将量子计算的思想应用到曾经所学过的各种算法中（这是我现在十分感兴趣的事情）。“值得做的事情，就是值得做对的事情”，我不愿意放弃，也不想放弃。