想搞量子計算，需要學什麼？

12-30

大四狗一枚，前三年學的是關於電路和元器件的電氣工程師，大四突然覺得搞量子計算很帥，但是一點沒學什麼cs的演算法啊計算複雜度啊（暫時不想以後研究量子演算法）也基本看不懂物理學家們量子計算都在幹什麼(請看Institute for Quantum Information and Matter (IQIM) at Caltech），現在畢業設計在做低溫（4k）半導體性質的研究（實際上那些低溫效應人家都研究明白了就是總結下）為設計可靠低溫控制電路打基礎（從我淺薄的了解有種性質比較好的qubit是工作在這個溫度的），申請美國好學校phd（很傻很天真）正在各種被拒中。我看其實做這個的都是搞物理和計算機的，但其實應該有我能做的與量子計算有關的東西，想問量子計算入門課程都有哪些+好的introduction。幻想以後能解決某個難題為實現多qubit的計算機鋪路，跪謝

不知道現在題主現在有沒有入量子計算機的坑呢？如果沒有，我可以很確定的說這是很有可能的，雖然有點艱辛罷了。

因為本人就是EE出生，本科做的都是FPGA，單片機和信號處理。但是本人一直很不喜歡工程的東西，還是喜歡物理，所以就毅然決然的轉了行。（雖然EE學得不差，某國外大學想留我下來直博，婉拒）

但是，題主直接申請美帝Phd有點難，因為一般只要物理系的，所以最好的辦法是，出去先讀一個碩士，先要證明自己的能力才行，然後才能申請博士。（如果題主申請到了，就當我沒說）。至少量子計算的碩士還是要EE的。本人當時就只有我一個是非物理系的，最後成績是最好的畢業的（雖然也沒有多少人）。當時最難的quantum optic 和 quantum field 都是全班第一（1/30+）。現在，本人全獎Phd做量子計算機的實現。

當然，這裡的艱辛，是很少人可以體會的，晚上做完EE的東西，再來自學量子力學，數學物理方程這些基礎的。量子力學其實不難，只要你能理解了，就覺得很簡單。但是的確要看描述去理解就難了。（答主大二就開始翹課看量子力學了）

正如上面所說，Introduction to quantum computation and quantum information 是所有做量子的聖經式的書，別說研究生去學，postdoc，Prof都是人手一本作為工具書。還有quantum optics一定要學好，比較簡單的是 quantum optics: An introduction (Mark Fox)（研究生級別的）,再進階的是quantum optics ( Marlan scully), 還進階的是Atom-Photon Interactions (Claude Cohen-Tannoudji). quantum field不需要很深。

以上就是基本的了。再後面就要看你做什麼方向了。如果你做實現的，那你就要會各種材料。如果你做計算理論的，那就要知道計算理論和各種數學。

個人認為是非常棒的一本書：Nielsen Chuang

Introduction to quantum computation and quantum information

當然要看Preskill的notes啊！Caltech的大牛，Preskill和Nielson結合起來看，會很好。

我結合Preskill和Neilson寫了一些筆記，雖然主要目的是為了方便自己學習，不過如果你想看中文的可以看看我的blog，就是更新會比較慢，然後暫時只是比較簡要的給出一些演算法的過程吧，大概從複雜度寫到編碼那裡，圖態還沒寫，內容還不全。希望大家可以交流。

http://rogerluo.me

最近學了一些量子計算，整理了一份資料《量子計算（一）》。內容主要從 qubit 的定義說起，然後介紹了量子門（Quantum Gate），Grover 搜索演算法等內容。

量子計算機在1980年代多數處於理論推導。在1994年 Shor 提出了基於量子計算的素數分解演算法，量子計算機則成為了一個熱門的話題。除了 Shor 分解演算法，還有 Grover 搜索演算法等一系列非常經典的演算法，能夠把一些演算法的計算複雜度大幅度降低。

作為一位數學系的 PHD，近期又再一次回顧了量子計算的基礎知識，並且選擇了《Quantum Computing: From Linear Algebra to Physical Realizations》一書的作為量子計算的入門讀物。讀了一部分之後收穫匪淺，雖然目前對這個方向了解也不夠深入，不過還是略做筆記作為分享。作為一個量子計算的初學者，還是有很多理解不夠到位之處，希望大家指正。

別學不要因為覺得這個東西很酷就學實際上不是你想的那樣子

這個跨度有點大，量子計算基本還是搞物理的做，對數學物理的要求極高，我覺得你還是先去學學基本的量子力學吧，看看合不合你胃口，不要老覺得什麼東西帥就想搞什麼。

先學好quantum optics吧推薦exploring the quantum這本書。

建議題主還是不要轉。

建議題主還是不要轉。。

建議題主還是不要轉。。。

在我看來量子計算和量子計算機目前關係不大，題主問的是量子計算但標籤確實量子計算機。看了一下已有的回答發現大家都陷入了這個誤區，物理學家所研究的量子計算一般是在透明介質內部燒出連續的孔形成通道，再用量子糾纏源發射糾纏光子研究光子移動軌跡，經過設計後來模擬各種物理問題，所以物理學的量子計算目前無法運用到計算機中。現今科學技術的重大突破一般都源於物理學的重大突破，只要物理學來沒有找到製造量子計算機的通行方法，其他行業就沒有可能設計出可行的量子計算機。

但如果真的要研究量子計算機的話，學習初等量子力學是必需的，而學習初等量子力學的基礎是要先學好四大力學，要不然真的很累，相信我。我有一個機電學院的導師，在他們學院簡直牛逼得不要不要的，去年跟我說他在看量子力學，而同時我也在學，一學期結束後我基本掌握了量子力學的思想而我的那個導師還在糾結前幾章的一些問題。說實話沒有人能真正讀懂量子力學，雖然從數學上得出的結論顯而易見，但從物理的角度看卻有點反人類。

物理思想是在學習基礎物理的過程中逐漸建立起來的，是需要基礎的，所以我建議題主還是放棄這個想法，除非題主有充足的時間和精力把大學物理本科的所有重要課程都學習一遍，要不然幾乎沒可能真正看懂物理學的文章，來從事量子計算機行業。