最近，Google AI在推特上宣布，团队采用新型量子经典混合算法，实现了有史以来规模最大的16量子比特化学计算，并在Nature上发表了相关论文。
为了突破经典计算机的极限，实现“量子霸权”，Google这几年也在不停地上新招。2020年，为了拉低量子计算门槛，更是开源了量子机器学习库TensorFlow Quantum（TFQ）。现如今，业内已经形成了“量子即未来”的共识，而面对“量子计算”这一蓝海，相关技术人才储备则显得相对匮乏。尽管谷歌等前沿机构一直在努力降低量子学习入门难度，但无数程序员仍然对量子学习望而却步，希望能有一本理论扎实、实战最新的量子计算教科书带他们入门。2020年，任职于Google AI的Joshua Gordon教授在这条推文下面的推荐，得到了许多人的点赞。Joshua Gordon不仅是Google AI开发人员，他还在哥伦比亚大学执教机器学习和深度学习。他推荐的这本《Quantum Computing：An Applied Approach》被多所国外大学列为教材，还被翻译成韩文版本，得到了许多韩国程序员的青睐。今天，光子盒带来了一个好消息：我们迎来了这本教材的中文版——《量子计算：一种应用方法》！在分享这本书的内容干货以及特点之前，我们先了解一下：量子计算是什么，量子计算机又是什么。从最初的晶体管，到如今的集成电路，大家对经典计算机的发展都不陌生。而经典计算机的算力与集成电路规模息息相关：单来说，集成电路越小，单位面积内堆叠的晶体管元件就越多，计算速度也就越高。英特尔联合创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）曾于1965年给出一个观察报告，其核心可概括为：集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一番。这也就是著名的摩尔定律。近五十年来，计算机始终遵循摩尔定律飞速发展，但近几年似乎陷入了瓶颈：因为元器件一旦缩小到某个尺度，量子作用会使它们相互干扰，无法正常工作。也就是说，经典计算机的算力是有物理极限的。为了打破这一僵局，创造出性能更强的计算机，科学家们开始研究能够突破尺度与算力壁垒的量子计算。可仅仅研究量子计算还不够。虽然每台经典计算机的行为都可以用量子力学来解释——毕竟量子力学是物质世界的基础，但是，经典计算机不但不能利用量子力学提高计算能力，反倒是受制于量子特性，达到了算力极限。于是乎，科学家们创造了量子计算机：量子计算机是利用量子力学描述的一些特性来进行计算的设备。量子计算和经典计算的关键差别在于，量子计算过程是在操纵量子态本身，这给了我们比传统计算机要大得多的计算空间。在经典计算机中，如果我们希望对真实世界的量子物理系统进行建模，那么我们只能对这种系统的表示来进行建模，而不操作这个系统本身。这一主要差异为计算与科学的未来带来了令人兴奋的多种可能性。正如谷歌前董事长兼首席执行官、Innovation Endeavors创始人 Eric Schmidt博士阅读本书后的评价所言：“量子计算将以一种意想不到的方式改变我们的世界。技术领导者、工程师和研究生需要的一切都在这本书中，包括在这个新平台上编程的方法和实践代码。”这也是光子盒推荐《量子计算：一种应用方法》的原因之一：一本能带你轻松踏入量子计算大门，掌握量子算法和量子应用的书籍，怎么能错过呢？作者是行业内的资深研究员，有着丰富的理论和实践经验。而本书极大地体现了作者的这一优势，将量子计算的理论基础和实战操作（通过软件编程）结合到一起，使你能够通过本书的学习，亲身体验量子计算这一新兴的科技。可以先看看这本书的内容安排：第一部分概述了量子计算和量子电路的基础知识；第二部分重点介绍了量子硬件和量子计算算法的基本原理，并提供了多种量子计算方法的实用代码；第三部分详细介绍了掌握量子计算所需的数学工具，特别是把线性代数的核心概念和量子计算联系起来；此外，本书还介绍了最新的变分和优化方法，讨论了随机电路采样等前沿应用。相信如果能认真学完这本书，也能和英文原版的读者一样：不仅会对量子计算的历史和发展脉络有清晰的认识，还会掌握量子计算的关键知识点，并通过量子编程将量子计算的理论知识和动手实践成功结合！说不定，还能更上一层楼，因为中文版基于英文版，升级优化了一系列内容，如：（1）大量的知识点、公式，让你学得更透彻；辅以全彩印刷，精心排版，主次分明，纸质版书籍更赏心悦目；（2）独具匠心的量子编程，以实操巩固理论。本书的一大特色在于，作者不仅介绍理论，还介绍了现实中如何研发量子计算机、如何为这些系统编写应用程序。本书以Python语言为例，逐步讲解代码示例，系统展示如何利用算子组成的量子电路来解决特定问题。为此，作者提供了本书配套的GitHub网站，供读者进行实战开发，亲自体验量子计算的魅力。（3）随书附赠福利满满。包含：关键知识点电子书（知识点+练习题）；配套习题、答案中文版示例代码以及本书彩图。赠送的内容可用于高校的教学，又可用于产业界的技术培训。读者可以在异步社区中免费下载。（4）这本书也是获取量子计算领域文献的有效渠道。本书的参考文献涵盖了量子领域大量基础与最新论文；（5）此这本书是一本入门书，让读者学习无压力，是对Nielsen & Chuang的经典著作的补充，同时比经典著作多了两节新内容变分和优化。能帮助更多的非量子计算专业人士迅速跟上这一新兴的领域。理论+硬件+算法+编程+数学知识+GitHub网站，一站式量子计算学习方案，还不快来收入囊中？这本书的作者杰克·D.希德里（Jack D. Hidary），是Alphabet X（前身为Google X）的科学家，专注于人工智能和量子计算的研究。他和他的团队为NISQ量子处理器开发和研究算法，并为量子计算创建新的软件库；此外还致力于人工智能领域的基础研究，如深度网络的泛化以及应用人工智能技术等。杰克·D.希德里不仅技术高超，而且热衷于在网络上分享技术知识，吸引了数万推特粉丝。同时，他还因谷歌在量子计算领域的活动而声名鹊起。比如，他因为在2020年1月慕尼黑“国际数字生活设计大会(DLD)”上演讲了《你的量子未来》，被评为了“杰出演讲者”之一。如果说，作者杰克·D.希德里是这本书的内容保证，那么，这本书的译者团队更是中文版的质量保障。中文版《量子计算：一种应用方法》由南京大学计算机科学与技术系姚鹏晖团队担纲翻译而成。主要译者姚鹏晖是南京大学计算机科学与技术系副教授，博士生导师，国家级青年高层次人才，主攻量子信息与量子计算，在理论计算机科学顶级会议和信息论顶级期刊上发表多篇论文，并多次在量子信息国际权威会议上做学术报告。其团队研究方向涵盖了量子计算复杂性理论、量子分布式计算、量子程序设计理论、去随机化理论等多个量子科学前沿领域。本书不仅在亚马逊获得了4.5的评分（满分5分），更是得到了国内外学术大咖、产业界重磅嘉宾力荐！
“量子计算的发展关键在于人才，而人才的培养离不开一本好的教材或入门书籍。相比于量子计算领域成书较早的教材来说，该书至少有以下几点值得一读：第一，纳入了新的研究成果。第二，量子计算简史部分将让读者对量子计算的发展脉络有较清楚的了解。第三，有关量子计算编程的内容让许多“跃跃欲试”的读者可以动手试试。希望大家读有所获。”中山大学计算机学院量子计算与计算机理论研究所教授，博士生导师“当前量子计算已经进入带噪声中等规模量子系统（NISQ）阶段，学者们针对未来量子计算的一些潜在应用场景做了大量有益尝试。本书结合应用视角，对该阶段量子计算的理论框架、硬件与编程实现以及所需的数学工具等方面做了很好的介绍，对有志于从事量子计算研究与开发的读者是一本非常好的工具书。”中科院计算所研究员，博士生导师，量子计算与算法理论实验室主任“本书的作者是计算机行业的资深研究员，有着丰富的理论和实践经验，本书的内容很好地体现了作者的这一优势，将量子计算的理论基础和动手实践结合到一起，使读者通过本书的学习能亲身体验量子计算这一新兴的科技。感谢姚老师团队的翻译和付出，相信本书的引进和出版对培养我国的量子计算人才将起到积极的推动作用。”“目前量子计算领域已经进入了工程化阶段，量子硬件的发展一日千里，可是对应的量子算法和量子软件的发展却相对较慢。核心的原因是人才培养的方式并没有跟上时代的节奏，很多学校的老师还是用20年前Nielsen和Chuang编写的教科书。这本Hidary编写的量子计算教科书来的正合时，正好可以补充变分量子算法和量子软件等缺口，让学生和量子计算的新手少走不少弯路。”“这是我所见过的量子计算课程的最好教材。它简要介绍了量子计算的基础、历史和硬件，并提供了许多重要算法的可执行代码。此外，这本书能让读者快速掌握所需的所有数学知识。我计划在我的量子编程课程中使用这本书。”“这本书填补了有关量子计算的文献中的空白。它提供的大量实用代码示例，在相关培训中将很受欢迎。当前学术界和工业界的研究人员和工程师正准备编写量子计算机程序，这本书的出版正逢其时。”“量子计算机编程还是一个完全理论化的工作。现在量子计算硬件的飞速发展引起了学术界和工业界对这些机器编程的新一轮的兴趣。这本书回应了这一新浪潮。本书强调量子计算的本质，涵盖了适用于多个平台的API，包括Google、IBM、Microsoft和Rigetti。在书中作者通过一系列示例引领读者，从入门程序直到Shor的分解因数算法。书中出现的这些应用程序，近期可能被证实有用，而且是该领域活跃的研究主题。对Nielsen & Chuang等人的经典著作来说，这本书是非常实用的补充。经典著作讲授了深刻厚实的理论基础，而Hidary的书则可以让研究人员和工程师能够迅速跟上这个新兴领域。”“Hidary的这本书为传统的量子计算和现在的NISQ（带噪声的中等规模量子）时代架起了一座很好的桥梁。它采用了一种现代方法介绍了每种经典算法，并介绍了相应的可以在实际的量子计算机上运行的代码，还为此开发了各种代码库。这本书还概述了新的变分和优化方法（例如VQE和QAOA），讨论了随机电路采样的代码，这是目前人们期望有可能实现第一个‘量子霸权’的前沿应用。该书还有一个配套网站，提供内容更新与新的资源和进展。过去人们仅仅从原理上研究如何使用量子计算机，而这本书与这些资源以过去五年量子计算的巨大进展为基础，将引领人们过渡到未来十年在实践中如何使用量子计算机。”作者：[美] 杰克·希德里（Jack D. Hidary）本书的作者是行业内的资深研究员，有着丰富的理论和实践经验，本书的内容很好地体现了作者的这一优势，将量子计算的理论基础和动手实践（通过软件编程）结合到一起，使读者通过本书的学习能亲身体验量子计算这一新兴的科技。本书的主要内容共包括三部分，第一部分概述了量子计算和量子电路的必要基础。第二部分介绍了量子计算算法的基本原理，并提供了多种量子计算方法的代码。第三部分介绍了掌握量子计算所需的数学工具包。同时，本书配套提供代码和习题下载，既可用于高校的教学，又可用于产业界的技术培训。在留言区参与互动，我们仍将选取点赞排名前3名的幸运读者，并分别赠送此书1本，截止时间4月6日上午10:00。请在4月7日下午18:00之前主动联系盒叔微信（Hordcore），并提供收货地址。量子计算的过去、现在和未来
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