研究生想研究量子计算方向,本科应该学物理还是计算机 ...
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2023-06-26 03:01:07
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) 暑研, IQC 距离多伦多极近, 如果题主打算在多伦多大学附近找科研机会可能是最佳去处.

首先不比国内, 海外大学生发展要不受专业限制得多, 所以如果早早有科研打算, 直接去找相关科研机构的导师并且按照导师建议修学课程要比纠结于选什么系要靠谱.

想做量子比特实现的, 不论理论还是实验都毫无疑问是物理! 如果做理论第二选择是数学! 如果做实验第二选项可以考虑电子. 连学化学都比学计算机距离这行近.

想做量子算法的, 计算机在我看来也是第二选择, 第一选择是数学或者物理!

当然假如你发现有以量子信息为特色之一的项目的, 比如清华姚班这样的, 那是优先选择 (虽然做量子比特实现上来看未必比物理系对口, 另外姚期智本人本科也是先拿了物理 PhD 再转行的 CS)

在 IQC 当然也有一些计算机背景的学生/老师, 但相比物理是少数, 而且由于习惯的术语和符号有区别, 计算机背景如果没有恶补过物理, 在交流上受限很大.

解释一下为什么:

量子计算的研究如果对比电子计算机的话, 现在就好像还在找适合做电路的材料, 而且直到现在还没有任何优势足够说服大家的实现方向, 相当于做经典计算机人们甚至还在纠结应该用电子, 光子, 还是机械结构 (参考 Babbage 的分析机) 计算.

试想对于电子计算机来说 ENIAC 都还没发明的时候, 人们真的知道计算机软硬件工程上重要的是什么吗? 量子计算也一样, 现在要不从纯数学入手, 去做相当于当年图灵的可计算理论之类的事情, 要不就从物理入手去做硬件. 其他试图移植经典算法到量子体系的工作, 在 CS 方面是偏门, 在物理方面也不被认为是重要的工作.

在计算机专业一不小心就偏向于技术 (比如你一般都要学诸如操作系统,网络结构等大量基于现有技术的知识), 对于做量子计算除了虚无缥缈的启发思路外, 实在说不上有什么帮助. 最多在算法设计上也许对于做量子算法有思维能力的帮助. 至于算法知识积累就算了, 毕竟基于完全不同的计算体系, 可供借鉴的实在相当有限. 因此做量子算法很多时候还不如学数学对于能力锻炼来的好. 当然国外一些计算机系的培养方向会非常数学, 真的是计算机#科学# 而非计算机技术, 那情况会有所不同.

至于电子为什么在实验上优先级高, 则是因为几乎所有量子比特实现方案中都会依赖于对于光电信号的精细控制 (从微波到可见光附近的频段最为常见, 也恰恰是电子专业最拿手的领域之一), 有些方案甚至高度依赖于现在微纳电的工艺.

最后, 题主现在还没读本科呢, 如果并不确定是不是要做科研... 那还是去学 CS 吧, 毕竟钱多好找工作, 而科研这一行这些年人员过剩几乎是公认的...

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