新书上市 | 人类程序员，你能不能比三体人更懂量子纠缠？

Posted 2021-09-17 turingbooks

图中最亮的区域就是半人马座阿尔法三星系，《三体》中三体文明的诞生地。本图来自ESO的Digitized Sky Survey 2，使用遵循CC BY 4.0协议

Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Acknowledgement: Davide De Martin

还记得《三体》中罗辑和智子对峙的名场面吗？

他面对着东方的晨光，开始了地球文明和三体文明的最后对决。“我对三体世界说话。”罗辑说……

通过智子，罗辑要求三体人改变水滴编队的航向，飞离太阳系。

很多人知道，大刘在为智子的设定中加入了量子通信的元素。更具体地说，智子和三体老家的瞬时通信基于量子纠缠——被派来地球的智子和待在三体星系的智子彼此处于量子纠缠态，前者感知的信息能被后者瞬时感知，而无论两个智子相距多远。

没错，这就是曾令爱因斯坦深感厌恶、却被贝尔定理证明真实存在的鬼魅般的超距作用。

一听到量子纠缠，你或许首先想到的是科幻小说（以及不那么靠谱的各种广告宣传语），但实际上，严肃的量子物理学家已经为它找到了多种实际用途。

比如，NASA曾利用量子纠缠技术在月球大气与粉尘环境探测器和地面接收站之间传递信息。又比如，中国的“墨子号”量子科学实验卫星已经在2017年实现了破纪录的1203千米量子纠缠[1]，也具备了实现洲际量子保密通信的能力[2]。

空间探测、加密通信……那么问题就来了：除了这些高（bu）大（ming）上（jue）的（li）应用，量子纠缠还能有什么用途呢？

今天，图灵君浓重为你介绍一本新书，并邀请你一同开拓量子计算的应用领域。

写给程序员的量子计算实用指南

著  |  埃里克·R. 约翰斯顿
        尼古拉斯·哈里根
        梅塞德丝·希梅诺−塞戈维亚    
译  |  郑明智   

本书作者是三位顶级量子计算极客，他们这样描述自己的写作初衷：

一项新技术的最佳用途不一定是由其发明者发现的，而是由领域专家在把它作为新工具用在工作中时发现的。

因此，本书强调动手尝试。仅仅是跟着本书动手尝试，你就会成为量子计算领域的先驱者。为什么这么说呢？以书中的一个量子隐形传态实验为例。要知道，在整个人类历史上，迄今为止只有区区几千人进行过某种形式的物理隐形传态实验！

书中自有量子计算机

图灵君听到你在问了：“我上哪儿去找量子计算机啊？！”

答案很简单：你不需要自己去找！本书提供了配套网站，其背后是一个量子计算机模拟器。不需要任何安装，你就可以用起来。

该网站还内置了书中的所有javascript示例代码。只需单击Run Program，你就能看到像乐谱一样的量子电路图，以及量子比特的变化情况。来看看这个网站的各个功能区。

配套网站的各个功能区

除了量子计算机模拟器，配套网站还为书中的示例代码提供了可用于Qiskit、OpenQASM、Q#等目前比较流行的量子计算编程语言的版本。

像乐谱一样的量子电路图

谁给我自信学量子计算机编程

解决了“硬件”问题，接下来看看学习方法。量子力学很深奥，毕竟，就连费曼都说，没有人能理解量子力学。

所幸，本书不会带你一头扎进量子力学的深渊。again，这是写给程序员的量子计算实用指南。书中没有大段大段地论述理论知识，作者的目的不是要让你精通量子力学，而是带你动手写量子计算程序。

圆圆的多彩量子比特

为了直观地展示量子比特，本书作者独创了圆形表示法。

独创的量子比特可视化方法

每一个圆代表一个量子比特。从书中你可以知道，每个量子比特都有两个特性：强度和相对相位。圆的填充半径表示强度，旋转角度表示相对相位。

写到这里，图灵君又想起了《三体》。三体人把人类看作虫子，以为对付人类就像拍苍蝇一样容易。图灵君斗胆想象了另一个有些暗黑的名场面：罗辑掌握了智子的量子通信秘密，他利用本书提供的隐形传态方法，直接向四光年外的三体人星际传送过去一只被拍扁的苍蝇，以表蔑视。

 限 时 优 惠 

下单立减51.9元

作者简介

埃里克·R. 约翰斯顿（Eric R. Johnston）毕业于美国加州大学伯克利分校，他创造了量子计算模拟器QCEngine，目前在硅谷担任高级量子工程师。

尼古拉斯·哈里根（Nicholas Harrigan）是英国伦敦帝国理工学院博士，他在量子力学方面的研究工作勉强使他相信，当他不看月亮时，月亮仍在那里。

梅塞德丝·希梅诺–塞戈维亚（Mercedes Gimeno-Segovia）从英国伦敦帝国理工学院取得博士学位后，加入了PsiQuantum公司，致力于设计通用量子计算机。

福利时间

假如你能通过量子通信向三体人传递信息，你最想说什么？请在留言区秀一下你的脑洞，也可以留言说说你如何看待量子计算的前景。

图灵君将从上墙的同学中抽出3位，每位赠送《量子计算机编程》1册。

截止日期：2021年9月8日。

参考来源：
[1] https://www.cdstm.cn/testhaina3/201706/t20170619_511472.html
[2] https://baijiahao.baidu.com/s?id=1590261417880176551&wfr=spider&for=pc

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