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随着近期量子设备的问世和量子霸权实验的突破,量子计算在过去几年中受到了众多科学学科的广泛关注。尽管有优秀的教科书和讲义,如 [NC00、KSV02、Nak08、RP11、Aar13、Pre99、DW19、Chi21],但这些材料通常涵盖量子计算的所有方面,包括复杂性理论、量子设备的物理实现、量子信息理论、量子误差校正、量子算法等。这几乎没有空间来介绍如何使用量子计算机来解决科学和工程计算中具有挑战性的计算问题。例如,在初次阅读 Nielsen 和 Chuang [NC00] 的经典教科书(当然,只是部分章节)后,我既惊叹于量子计算机的潜在能力,也对其实际适用范围感到惊叹:我们真的要建造一台量子计算机来执行量子傅里叶变换还是执行量子搜索?量子相位估计是连接量子计算机和几乎所有科学计算问题(如求解线性系统、特征值问题、最小二乘问题、微分方程、数值优化等)的唯一桥梁吗?得益于量子算法发展的重大进展,现在应该不言而喻,上述两个问题的答案都是“否”。这是一个快速发展的领域,许多重要进展都是在过去几年中取得的。然而,许多此类发展都涉及理论和技术,对于仅具有量子计算基本知识的人来说可能难以理解。我认为,值得以一种更容易理解的方式,将这些令人兴奋的结果传递给更广泛的社区,让他们对使用未来的容错量子计算机解决科学问题感兴趣。这是加州大学伯克利分校数学系 2021 年秋季学期应用数学研究生专题课程《科学计算的量子算法》中使用的一套讲义。这些讲义只关注与科学计算密切相关的量子算法,特别是矩阵计算。事实上,从量子算法动物园 1 的角度来看,这只是一小类量子算法。这意味着许多重要的材料被有意遗漏了,例如量子复杂性理论、数论和密码学中的应用(尤其是 Shor 算法)、代数问题中的应用(如隐藏子群问题)等。对这些主题感兴趣的读者可以查阅一些上述优秀的教科书。由于这些材料旨在融入一个学期的课程,其他几个与科学计算相关的主题没有包括在内,特别是绝热量子计算 (AQC) 和变分量子算法 (VQA)。这些材料可能会添加到未来版本的讲义中。据我所知,
这本书的灵感来自一个最不可能的来源:帕丽斯·希尔顿。我希望这个灵感来源能更深入或更复杂,比如我读过的许多科学期刊、我看过的 PBS 纪录片,甚至是《连线》杂志,但事实并非如此。我很惭愧地承认,我的灵感是一位没有明显才能的酒店女继承人。那是 2004 年,这位年轻的金发女郎刚刚开始迅速成名。互联网上流传着一段希尔顿与男友、社交名媛里克·萨洛蒙发生性关系的视频,当时希尔顿 23 岁。就像名人性爱录像带通常的情况一样,人们争论这段视频是否是故意泄露的,以提高希尔顿的公众知名度。无论如何,它确实成功引起了人们的注意。这段视频引起了我的兴趣,不是因为性爱或未来的名人,而是因为其中很大一部分是绿色的。展示的裸露肌肤不是玫瑰粉色,而是单一的翠绿色。我意识到,这是因为视频是在黑暗中用相机的夜视模式拍摄的。虽然大多数观众都惊叹于帕里斯的技巧,但我对幕后使用的技术很感兴趣。欢迎来到书呆子的生活。
这项研究深入研究了密苏里州棉花种植中的转基因生物(GMO)与全球产生的全球地热力之间的有趣关系。利用USDA和能源信息管理部的数据,我们的研究团队以怀疑和好奇心的意识开始了这一独特的调查。值得注意的是,我们的分析显示,2005年至2021年期间的相关系数为0.9537849,p <0.01,表明这些看似截然不同的因素之间存在牢固的统计关联。尽管有些人可能会否认诸如巧合或“挑剔的胡说八道”之类的联系,但我们的调查结果表明。我们的检查超出了表面水平的投机,因为我们发现了农艺实践与可再生能量动力学之间的复杂相互作用。也许这种意外的连接源于转基因棉纤维中的潜在能量潜力,或者它可能是“地球oh-oh-so-soft”织物的秘密要素?随着我们揭开这种神秘的纠缠,很明显,含义超越了田地和边界。这一发现不仅阐明了农业创新的深远影响,还强调了地球系统的基本统一。因此,下次您惊叹于一头棉花或挖掘地球的地热赏金时,请记住将它们绑在一起的微妙线程 - 不仅仅是Cob上的“ Bio-Cotton”的线程!
主要是对量子物理学在新技术开发中的应用,从颗粒的波动行为作为具体事实的小波动行为后,在不困扰的情况下,考虑到智力上所需的量子飞跃来解释现象,这似乎很务实地接受实验现象。对于那些经历了由牛顿将第二和第三定律应用于宏观颗粒而产生的运动方程式和解决运动方程的乐趣,但是,将同时视为波的二分法的二分法是一种波浪,作为粒子是非常真实的。必须惊叹于理论物理学家,例如Werner Heisenberg和ErwinSchrödinger,他们开发了量子计算所需的概念基础和理论结构。当人们更深入地探究了这一淡淡和高度数学学科的探索,但是很明显,这些深奥的理论家实际上是硬头的实地实验室,仅仅是为了开发新方法,仅仅是因为受人尊敬的“经典”物理学的准确描述在电子和核水平上提供了自然的准确描述。接受这种失败和成功替代方案的接受是本着应用科学的最高原则的精神;在这方面,量子理论的建筑师是那些渴望成为杰出工程师和专业物理学家的人的典型模型。量子理论的预测能力是如此之大,以至于那些渴望开发新技术的人当然希望能够使用该理论。毕竟,开发了众所周知的相对论波方程的P. A. M. Dirac接受了电气工程的早期培训,而物理学诺贝尔奖获得者Ivar Giaever闻名,他以其超导体的电子隧道工作而闻名,最初是一名成功的机械工程师。quantum机制是我们理解和预测BE-
在不断发展的技术领域中,人工智能 (AI) 已成为一股革命性力量,继续影响着我们生活的各个方面。从改变行业到重新定义我们与机器的互动方式,人工智能的广泛影响力已经吸引了现代社会的集体想象力。然而,当我们惊叹于人工智能的神奇能力时,停下来思考创造智能机器的伦理和道德影响变得至关重要。玛丽·雪莱的巨著《弗兰肯斯坦》出版于近两个世纪前,仍然是一个经久不衰的警世故事,讲述了不受约束的野心所带来的危险以及扮演上帝的后果。维克多·弗兰肯斯坦不懈追求创造生命,却被他创造的不可预见的恐怖所困扰的故事,在几代人中引起了共鸣。这个关于傲慢、道德困境以及创造者和创造物之间错综复杂的关系的故事继续超越时间,在当代关于人工智能及其潜在影响的讨论中引起了强烈的共鸣。这篇研究文章致力于深入探讨人工智能与“弗兰肯斯坦”之间的相似之处,揭示人工智能开发者、政策制定者和整个社会面临的深刻道德困境。通过借鉴雪莱经典故事中的警示性教训,我们旨在提取永恒的智慧,指导我们负责任和人道地开发人工智能技术。虽然人工智能有可能积极地改变我们的生活,但维克多·弗兰肯斯坦失误的黑暗回声提醒我们,需要建立道德框架和跨学科合作,以确保人工智能仍然是一股强大的力量。关键词-人工智能、人工智能、玛丽·雪莱、弗兰肯斯坦、创造、道德、责任、伦理、人工智能发展、人性化、问责制、求知欲。
土星五号火箭可能已经消失 — — 但它永远不会被遗忘。毕竟,这是唯一一枚将人类送上月球表面的火箭。谈到土星五号,“强大”一词都不足以形容它。当那五个巨大的 F1 发动机点火并将巨大的火箭从发射台上推下来时,它以地震般的猛烈震动了地面。充其量,你可能会说这是一次受控爆炸。如果一个人不幸在距离发射台一英里以内,声波可以轻易粉碎他的骨骼。即使在更远的距离,声波也感觉像有人用拳头捶打你的胸膛。火焰是如此耀眼,很难不眯着眼睛看。而到了晚上,它照亮了天空,明亮得你可以轻松阅读报纸上的小字——距离发射场五十英里。我和许多参与火箭工作的工程师和技术人员交谈过。总的来说,他们都将土星五号的发射描述为一个“事件”。他们说没有什么能与之相比。它如此巨大,如此强大,甚至航天飞机的发射都相形见绌。对于那些亲眼目睹它的人来说,发射被描述为一种宗教体验。它就像闪电、雷声、地震、雪崩、迎面相撞的火车和全身抽搐的综合感觉,所有这些都包含在一个两分钟的时间段内。但对他们来说,这件事已经深深地刻在了他们的记忆中,似乎持续了一千年。如今,只有少数火箭专家有幸亲眼目睹土星五号升空的场景。但是现在,有了 Apogee Saturn V 套件的全新超大尺寸,您可以拥有人类最伟大的太空冒险的遗物。您实际上可以感受到成为这一体验的一部分的感觉。Apogee Saturn V 不仅仅是太空纪念品。当您看到这枚新火箭时,您会惊叹于它的大小和威严的气势。您的眼睛会紧盯着它,就像它对您施了某种催眠术一样。它需要你的关注,就像海军陆战队教官在你面前咆哮一样。看到它后,你会重温太空计划的辉煌岁月,以及因这一成就而涌现的自豪感
土星五号火箭可能已经消失,但它永远不会被遗忘。毕竟,它是将人类送上月球表面的唯一火箭。谈到土星五号,“强大”一词是轻描淡写。当那五个巨大的 F1 发动机点火并将巨大的火箭从发射台上推下时,它以地震般的猛烈震动了地面。充其量,你可能会说这是一次受控爆炸。如果一个人不幸在距离发射台一英里以内,声波可以轻易粉碎他的骨骼。即使在更远的距离,声波也感觉像有人用拳头捶打你的胸口。火焰如此明亮,很难不眯着眼睛看。在晚上,它照亮了天空,如此明亮,你可以轻松地阅读报纸上的小字——距离发射场五十英里。我和许多在火箭上工作的工程师和技术人员交谈过。对人们来说,他们都将土星五号的发射描述为“盛事”。他们说,没有什么能比得上它。它是如此巨大和强大,甚至连航天飞机的发射都相形见绌。对于那些亲眼目睹它的人来说,发射被描述为一种宗教体验。它就像闪电、雷声、地震、雪崩、火车迎面相撞和全身抽搐的综合感觉,都集中在两分钟内。但对他们来说,它已经深深地刻在了他们的记忆中,似乎持续了一千年。今天活着的火箭专家中,只有少数幸运的人能够亲眼目睹土星五号升空进入太空的事件。但现在,有了新的超大尺寸的 Apogee 土星五号套件,您可以拥有人类最伟大的太空冒险的遗物。您可以真正感受到成为这一体验的一部分的感觉。Apogee 土星五号不仅仅是太空纪念品。当你看到这枚新火箭时,你会惊叹于它的大小和威严的气势。你的眼睛会紧盯着它,就像它对你施了某种催眠术一样。它需要你的注意,就像海军陆战队教官在你面前咆哮一样。看到它后,你会重温太空计划的辉煌岁月,以及因这项成就而涌现的自豪感
引言是20世纪的孩子,我们许多人都惊叹于以“激光”武器为特色的书籍,漫画和电视节目。最好是纯粹的幻想和科幻。,但它不再是幻想和小说。自1960年代以来(例如,Laser引导的自由秋季炸弹)以来一直在各种军事应用中使用,但最近的计算机处理和记忆的快速进步使LiDAR的最新进展使LiDar能够发展成一个复杂的精确仪器,能够出现难以置信的准确的地形地形,可以在数百个平方英里的范围内绘制一定的数百分点。 一个人不必将太多的弓箭弓就应用于海上环境,尤其是ASW。 LIDAR不仅具有去除海上混乱的技术,并以令人难以置信的忠诚度揭示了PD潜水潜水艇的潜望镜和桅杆,而且还具有潜在的能力,可以穿透海面并在深度检测潜水潜艇。 这种能力在海上战争领域应用时,有可能完全改变海底战争 - 从潜艇和起诉力量的角度来看,并且对海上表面战争的效果具有相似的影响,因为传感器和武器的新类别都可以在可见光的光中构成电 - 磁性光谱。,但最近的计算机处理和记忆的快速进步使LiDAR的最新进展使LiDar能够发展成一个复杂的精确仪器,能够出现难以置信的准确的地形地形,可以在数百个平方英里的范围内绘制一定的数百分点。一个人不必将太多的弓箭弓就应用于海上环境,尤其是ASW。LIDAR不仅具有去除海上混乱的技术,并以令人难以置信的忠诚度揭示了PD潜水潜水艇的潜望镜和桅杆,而且还具有潜在的能力,可以穿透海面并在深度检测潜水潜艇。这种能力在海上战争领域应用时,有可能完全改变海底战争 - 从潜艇和起诉力量的角度来看,并且对海上表面战争的效果具有相似的影响,因为传感器和武器的新类别都可以在可见光的光中构成电 - 磁性光谱。
我们都记得当时自己身处何地。我刚和高中时最好的朋友通完电话,她是曼哈顿的一名律师,2001 年 9 月 11 日,当第一架飞机撞上双子塔时,她正在乘坐地铁。她告诉我她没事,正步行回布鲁克林。然后我爸爸打来电话,用一种不同寻常的颤抖的声音问我是否坐下。“我们认为卡尔顿在那架飞机上。”我 31 岁英俊、风趣、聪明的表弟那天早上在波士顿登机,留下了他的幼儿和怀孕的妻子。几个小时后,随着美国航空 11 号航班的乘客名单公开,他的名字出现在我们的电视屏幕底部。那天在五角大楼,密苏里大学堪萨斯分校校友 Brian Birdwell 中校(MPA ’96)正返回办公室,突然听到外面走廊附近传来炸弹爆炸的声音。Birdwell 全身 60% 以上被飞机燃油烧伤,是距离五角大楼袭击地点最近的幸存者。那天早上,另一位密苏里大学堪萨斯分校校友在世贸中心北塔 101 层,他在那里为 Cantor Fitzgerald 工作。John Willett,文学硕士’00,没有幸存。即使在 10 年后我写下这篇文章时,失去堂兄的悲痛和它给我们家庭留下的空白仍然难以磨灭。Brian Birdwell 和他的家人在漫长的康复过程中表现出的力量令我惊叹。去年,在校友颁奖午宴上,我很荣幸看到他获得 Henry W. Bloch 管理学院的最高校友荣誉。他和许多像他一样的人——无论是幸存者还是救援人员——都是灾难面前的鼓舞人心的希望的见证。为了纪念本月 10 周年,John Willett 的父母与密苏里大学堪萨斯分校社区一起在校园内为他们的儿子建造了纪念长椅。在密苏里大学堪萨斯分校四合院的一个安静的地方,长椅上的牌匾上写着:“纪念 John Willett,文学硕士。2000 年,逝去但不曾被遗忘。2001 年 9 月 11 日。”我们将继续纪念那一天的事件,每年停下来回忆。但最终,真的无话可说。因此,我们将名字、面孔和故事铭刻在心。