量子计算公开课

[美] 斯科特·阿伦森

出版时间

2021-07-01

ISBN

9787115564238

评分

★★★★★
书籍介绍

量子计算理论学家 / 2020年ACM计算奖得主

量子计算巨擘斯科特·阿伦森的科普代表作

故事、笑话、启示写成的科学之诗

计算、物理、数学、哲学编织的未来图景

◎ 编辑推荐

☆ 继费曼之后,物理学和计算机科学zui有趣的演讲稿集之一。

☆ 2020年ACM计算奖得主、全球著名理论计算机科学家、量子计算理论学家斯科特·阿伦森唯一一部科普著作。

☆ 特为中文版撰写序言,跟进总结了自英文原版问世以来,量子计算领域取得的新进展。

☆ 宇宙、计算、量子物理学、哲学、随机性、数学逻辑、人择原理、自由意志、时间旅和复杂性……宇宙和物理世界究竟是如何运作的?它们为什么这样运作?

☆ 博学、奇妙、搞笑、书呆子气、好斗,此外还有无情的幽默、尖刻的讽刺、冷静的思考,以及知识的深度。耐心读完,甚至反复阅读,将得到巨大回报。

◎ 名人推荐

自从费曼的物理学讲座以来,还没有谁的演讲稿能如此精彩。阿伦森带领读者畅游计算机和物理领域的核心智力成果,将看似迥然不同的领域编织成信息时代引人入胜的故事。作者展示了物理学和计算机学是如何连接的,我们该如何理解计算,以及在这些领域的边界上还存在哪些仍不被理解的问题。这是一首伪装成演讲稿的诗篇,这首“诗”由证据、笑话、故事和启示组成,将计算机科学和物理学这两座高塔编织成一条连贯、纯粹、充满智慧而令人敬畏的挂毯。

——戴夫·培根,谷歌公司量子计算机项目负责人

阿伦森针对科学中最基本的问题写了一篇美丽且独创性极强的作品:什么是信息?计算是什么意思?心灵和自由意志的本质是什么?

——迈克尔·尼尔森,《神经网络与深度学习》作者

在读关于计算复杂性的一章时,我一会儿笑,一会儿哭,一会儿从椅子上摔下来。作者搅动了一场龙卷风,从智力上撕裂我们的大脑。这是物理、数学、计算机科学和哲学的巡回演出,把故事中塞满事实和定理,然后把它们扔回我们的头骨中。阿伦森提出了一个深层问题:物理和宇宙是如何组合在一起的,它们为何以这种方式组合在一起。当我读到他清晰的解释时,答案不难理解。

——塞思·劳埃德,麻省理工学院,《宇宙编程》作者

◎ 读者评价

这本书中充满了惊人、美妙的信息,阿伦森对物理学有独特的看法,他的观点非常具有启发性。

——Amazon读者

智慧、物理、乐趣和笑声!这本书,怎么能不喜欢的呢?

——Amazon读者

AI导读
核心看点
  • 探索计算能力极限,融合物理与计算机科学
  • 以幽默风格讲述哥德尔、图灵及量子力学
  • 涵盖P与NP、自由意志、时间旅行等深题
适合谁读
  • 具备数学基础与计算理论兴趣的读者
  • 计算机科学、物理学及相关专业学生
  • 渴望深入理解量子计算底层逻辑者
读前提醒
  • 非传统科普,难度接近研究生教材
  • 需一定数学直觉,建议配合参考资料
  • 容忍作者跳跃式思维与幽默讽刺风格
读者共识
  • 书名具误导性,实为计算复杂性理论
  • 内容极难,普通读者阅读门槛较高
  • 思想深刻,兼具严谨性与独特洞见

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "“基于格的加密”这一领域有着很重要的进展,它为甚至在量子计算机下都安全的公钥密码系统提供了最有希望的候选者(见第 8 章)。最值得注意的是,克雷格·金特里利用格提出了第一个“全同态密码系统”,解决了一个已经有 30 年历史的问题。这些系统可以让顾客将任意计算委托给不可信的服务器——将加密的输入提供给服务器,然后取回加密的输出,而且是以这么一种方式:只有顾客可以解密(及验证)输出,服务器自始至终都不会有任何线索来供其推测出顾客在让它算些什么。 在量子力学基础这方面,对于“为什么”量子力学应该包括它所具有的那些规则,克贝拉(Chiribella)等人给出了一个新颖的论点(见第 9 章)。也就是说,"
  • "“基于格的加密”这一领域有着很重要的进展,它为甚至在量子计算机下都安全的公钥密码系统提供了最有希望的候选者(见第 8 章)。最值得注意的是,克雷格·金特里利用格提出了第一个“全同态密码系统”,解决了一个已经有 30 年历史的问题。这些系统可以让顾客将任意计算委托给不可信的服务器——将加密的输入提供给服务器,然后取回加密的输出,而且是以这么一种方式:只有顾客可以解密(及验证)输出,服务器自始至终都不会有任何线索来供其推测出顾客在让它算些什么。 在量子力学基础这方面,对于“为什么”量子力学应该包括它所具有的那些规则,克贝拉(Chiribella)等人给出了一个新颖的论点(见第 9 章)。也就是说,"
  • "My contention in this chapter is the following: Quantum mechanics is what you would inevitably come up with if you started from probability theory, and then said, let's try to generalize it so that the numbers we used to call "probabilities" can be negative numbers. As such, the theory could have be"
  • "Let's say we want to invent a theory that's not based on the 1-norm-like classical probability theory, or on the 2-norm like quantum mechanics, but instead on the p-norm for some \( p \notin \{1,2\} \). Call \((v_1, ... v_N)\) a unit vector in the \(p\)-norm if \[|v_1|^p + ... + |v_N|^p = 1.\] Then,"
  • "Now, my point of view is a bit different: computer science is what medites between the physical world and the Platonic world. With that in mind, "computer science" is a bit of a misnomer; maybe it should be called "quantittative epistemology." It's sort of the study of the capacity of finite beings "
  • "Student: What do you think the chances are that three Indian mathematicians will come up with an elementary proof? Scott: I think it's gonna take at least four Indian mathematicians! We know today that if you prove good enough circuit lower bounds, then you can prove P=BPP..."
作者简介
斯科特·阿伦森(Scott Aaronson) 在量子计算和理论计算机领域影响力巨大的学者。2020年度ACM计算奖得主。现为得克萨斯大学奥斯汀分校讲席教授,曾任教于麻省理工学院。主要研究领域为理论计算机科学。其研究兴趣集中在探索量子计算机的能力和极限,以及更广泛的计算 复 杂性理论。 阿伦森毕业于康奈尔大学,获得加州大学伯克利分校计算机科学博士学位。曾荣获Tomassoni Chisesi物理学奖(2018年)、Simons研究员奖(2017年)、美国国家科学基金会的Alan T. Waterman奖(2012年)等奖项。 张林峰(译者) 2016年本科毕业于北京大学元培学院,2020年博士毕业于普林斯顿大学应用数学系。通过有效结合机器学习和多尺度建模方法,解决了计算化学、分子模拟、增强采样等方向中的一些关键问题。其间发表多篇学术论文,发展了DeePMD-kit等开源分子模拟软件和社区,并多次在美国物理学年会等国内外相关大型会议上受邀做报告。 他发展的方法在时间和空间尺度上将第一性原理精度延伸了多个数量级,对物理、化学、材料、生物等领域的第一性原理建模和模拟产生较大影响,并作为核心开发者获得2020年度高性能计算领域最高奖ACM戈登贝尔奖。
目录
前言
第1章 原子和虚空 1
第2章 集合 6
第3章 哥德尔、图灵和他们的小伙伴 15
第4章 心智和机器 25

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用户评论
人类计算能力极限的探索之旅。由于来自作者大学课程导致对我们普通读者来说资料不够“自足”,阅读困难度还是不小的。如果能像侯世达的《集异碧》那样扩展足够的基础知识,那也许有机会成为集异碧一样的神书。
是一本好书,但书名有一定的误导性。内容不是量子计算的科普,更多的是关于计算复杂度理论的讲述,需要较高的数学背景和直觉,并不容易理解。
这是我看过的最难的科普书,没有之一。开始几章还硬着头皮看下去的,后来实在很多看不懂就翻过去了。整体而言,这是一个数学家,用数学来解决量子计算中某些学术问题(看里面提到的各种我的论文)的一门复杂的,至少是给研究生上课的教材。总之,除了开头和最后,没有看到多少科普的成份。 作者从连续统问题开始到图灵停机问题,一直到第8章是讲计算复杂性,第9章开始讲量子计算,反正肯定不是科普的讲法,里面确实数学公式不多,但是各种问题需要你自己去证明才能够看懂。总而言之,这本书水平确实很高,讲的关于数学和物理内容确实很深刻,是本好书,就是不太看得懂。
不喜欢
量子计算
比较酷炫
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