Como estudiante de secundaria aprendiendo sobre computación cuántica, trataré de explicar el camino que tengo y estoy tomando.
Comencé con Álgebra I en mi haber en términos matemáticos, y en términos físicos, había leído previamente un montón de libros de estilo de ciencia pop, pero nunca aprendí un tema rigurosamente. Sin embargo, conocía partes de las ideas de la mecánica cuántica.
Comencé con una motivación extrema. Me obsesiono con los temas cuando estoy interesado, y estaba obsesionado. Además de esto, tenía una fecha límite, principalmente porque quería crear un video para el Breakthrough Junior Challenge de Khan Academy. (Esto fue importante porque soy muy bueno postergando).
- ¿Por qué el cuadrado del operador L da el número cuántico orbital, mientras que el operador L solo da el número cuántico magnético?
- ¿Qué son las fluctuaciones cuánticas?
- ¿Las computadoras quantam serían más poderosas o ventajosas que las computadoras actuales?
- ¿Cómo se construyen las puertas cuánticas en la práctica?
- ¿Hay un nivel más fundamental que la mecánica cuántica?
Luego, comencé a aprender algo de álgebra lineal, y aquí tengo una fabulosa serie de videos para recomendar: La esencia de 3Blue1Brown de videos de álgebra lineal. Esto hizo que el álgebra lineal fuera muy claro e intuitivo para mí, y para hacer cumplir los temas discutidos hice problemas con este problema y el manual de soluciones. Las dos cosas que tuve que aprender sobre que los videos no cubren son matrices hamiltonianas y unitarias. Tomé un libro de texto en una librería usada cerca de mí que realmente me gusta, es Álgebra lineal elemental de Larson y Edwards y me dio una buena explicación.
Luego, comencé a aprender los conceptos básicos de la computación cuántica utilizando otra gran serie de videos de alguien que descubrí más tarde que era uno de los dos autores del libro de texto estándar sobre computación cuántica: Quantum Computing for the Determined de Michael Nielsen.
Más tarde, obtuve una copia de Nielsen and Chuang’s Quantum Computing and Quantum Information y, aunque trato de hacerlo lo mejor posible, generalmente aparece en primer lugar. Aunque estoy trabajando en eso. El otro recurso que uso (d) es Quirk, un pequeño y práctico simulador de circuito cuántico que me gusta mucho más que la versión de IBM, aunque tenga en cuenta que con la versión de IBM puede usar un número limitado de créditos que recibe al configurar la cuenta para ejecutar su cuenta. circuito en una computadora cuántica real, lo cual es genial.
También utilicé Physics Stack Exchange para hacer preguntas cuando me atasqué. Hice preguntas más rigurosas en el sitio principal, pero una vez que tiene suficiente “reputación” que obtiene de los votos positivos en las preguntas y respuestas, puede participar en las salas de chat. Hay un usuario allí que realmente trabaja en Martinis Lab. Le hice varias preguntas, y fue muy paciente conmigo, así que felicitaciones y muchas gracias a él. =)
Wikipedia también fue de vez en cuando útil para las cosas menos matemáticas, o para actualizar las cosas que había olvidado.
Esto es en términos de recursos, pero en términos de sugerencias de estudio, tengo cuatro:
- Toma nota
- Resuelve problemas (estilo libro de texto) a medida que avanzas
- Ponte a prueba con problemas mayores (estilo de investigación) una vez que sepas lo suficiente
- Explica todo a alguien más a medida que avanzas
Dejame explicar. Tomé notas en todo momento. Para mí son una versión comprimida de todo lo que vi y leí. Ahora, cuando olvido algo, simplemente voy al cuaderno, paso la página y hojeo mi descripción resumida. Es por eso que es muy importante tomar buenas notas que luego podrás entender.
Resolver problemas, como los problemas de los libros de texto, especialmente cuando estaba haciendo álgebra lineal, reforzó mi comprensión de los conceptos. Al mirar los videos de Michael Nielsen, simplemente intenté adivinar cómo funcionaría lo siguiente de lo que estaba hablando, o hacer extrapolaciones que luego podría verificar. Aquí la idea es aplicar el conocimiento que está adquiriendo de manera básica.
Sin embargo, en el mundo real, los problemas no son tan simples como en los libros de texto. Es por eso que debes comenzar a aplicar tus conocimientos de verdad. Haz los circuitos cuánticos sobre los que lees en los libros. Use álgebra lineal para describir cómo funciona el circuito y verifique que la simulación coincida con sus matemáticas. (Hice esto para el código de cambio de bits, para la corrección de errores cuánticos, y luego escribí un artículo científico falso sobre él para practicar la idea).
Combina esto con tus otros intereses, si quieres. Me gusta la codificación (<3 python), así que estoy tratando de codificar un simulador de una computadora cuántica ideal en python. Me está enseñando toneladas sobre computadoras cuánticas y python.
¡Finalmente, explique las cosas a la gente! Te ayuda a entender. Realmente no aprendes cosas hasta que puedes explicarlas. Sé que me ha ayudado muchas veces (a mi entender, no a mi estado social, aunque de todos modos fue una causa perdida). Yo molestaría a mi mamá, mi papá, mis amigos, mis maestros (mi excusa fue cuando uno me preguntó sobre la computación cuántica y la información cuántica, que estaba leyendo). Si tus amigos se quejan, diles que estás ampliando sus horizontes (sarcásticamente, por supuesto).
¡Espero que esto ayude!
