Kvanttitietokone - Ohjelmointi ja Algoritmit

[Jere Sumell]

Kvanttitietokone on verrattain tuntematon maailma itselleni. Varmaan jonain päivänä se on ihan yhtä yleellinen hyödyke kotitalouksissa ja arkipäiväinen, mitä nykyisin on mikrotietokoneet ja läppärit arkikäytössä. Tosin sen, mitä olen perehtynyt kvanttitietokoneeseen, niin enimmäkseen sillä saavutetaan suurin hyöty turvallisuus/kryptografian -alalla sen huiman laskentatehon ansiosta, jonka se tarjoaa.

Tuollainen pisti silmään, kun katsoin Wikipediasta "Kvanttitietokone", suora lainaus Wikipediasta:

Tavoitteena on saada matemaattinen ongelma sellaiseen muotoon, että kvanttitietokoneessa oikea vastaus vahvistaa itseään, kun taas väärät vastaukset päinvastoin pyrkivät heikentämään itseään.

"Ohjelmointi ja algoritmit" -otsakkeen alta, niin tuli mielen assosiaatio tuosta tuloksen itsensä vahvistamisesta, että mikä yhteys sillä on heuristisiin hakualgoritmeihin tai heuristiikkaan noin yleisesti? Yleismaailmallinen viitekehys lienee heuristisen haun käytännön sovelluksesta on jokin shakkipelissä vastustajan voittaminen mahdollisimman vähin siirroin, tai jokin roolipeli, jossa annetusta kartasta täytyisi löytää kätketty aarre mahdollisimman nopeasti sillä ennakkotiedolla, että ei ole käsitystä ennakkoon, missä se sijaitsee.

Mulla oli lukiossa lyhyt fysiikka ja kemia ja matematiikka, ja maailmassa niin paljon aiheita, joita olisi mielenkiintoista opiskella, ja tuosta kvanttitietokoneesta saisi varmaan Fysiikan kandi-tutkielman jostain osa-alueesta tehtyäkin, mutta itselläni ei ollut Turun Yliopistossa Fysiikkaa edes sivuaineena. Kvanttifysiikka on itselleni kovin etäinen aihe, en tiedä, pitäisikö ottaa oikein asiaksi, ja hakeutua Quantum-laitokselle, ja opiskella kolme vuotta Fysiikan kandi-opinnäytetyötutkielmaan kvanttitietokoneeseen perehtyen opintonsa päättäneenä, niin saisi jonkin käsityksen aiheesta?

[AimoE]

Matematiikkaa opiskelleena ja fysiikan opiskelijoita tuntevana voin varoittaa että kvanttifysiikka vaatii enemmän matematiiikkaa kuin matematiikan pääaineopinnot. Ja vaikka keskittyisi vain ohjelmointipuoleen, niin ei auta, ohjelmointian on pelkkää paljasta matematiikkaa.

Kuulin aikoinaan eräältä opiskelukaverilta että teoreettisen fysiikan laitoksella (Helsingissä) oli miesten vessan seinällä joku paljastanut kurssin "fysiiikan matemaattiset menetelmät" loppukokeen kysymykset. Kurssi on niin vaikea että loppukokeessa ei ole aikaa vastailla moniin kyysmyksiin, joten niitä on vain kaksi:
1) Selitä maailmankaikkeus.
2) Anna pari esimerkkiä.
Vastauksia ei oltu paljastettu.

(Lienee variaatio jostain Einstein-vitsistä.)

[Jere Sumell]

Matematiikkaa opiskelleena ja fysiikan opiskelijoita tuntevana voin varoittaa että kvanttifysiikka vaatii enemmän matematiiikkaa kuin matematiikan pääaineopinnot. Ja vaikka keskittyisi vain ohjelmointipuoleen, niin ei auta, ohjelmointian on pelkkää paljasta matematiikkaa.

Kuulin aikoinaan eräältä opiskelukaverilta että teoreettisen fysiikan laitoksella (Helsingissä) oli miesten vessan seinällä joku paljastanut kurssin "fysiiikan matemaattiset menetelmät" loppukokeen kysymykset. Kurssi on niin vaikea että loppukokeessa ei ole aikaa vastailla moniin kyysmyksiin, joten niitä on vain kaksi:
1) Selitä maailmankaikkeus.
2) Anna pari esimerkkiä.
Vastauksia ei oltu paljastettu.

(Lienee variaatio jostain Einstein-vitsistä.)

Oliko sulla AimoE Matematiikka pääaineena? Yksi Turun Yliopiston Matematiikan demotuutori totesi, joka oli valmistunut matematiikka pääaineenaan, että matematikaassa on se, että ne, ketkä tajuavat matematiikkaa, käsittäjien joukko harvenee, mitä syvemmälle mennään, ja siellä pyramidin huipulla on 1-2 ihmistä ehkä, jotka ymmärtävät sen laajasti siten, että voivat esittää luonnonlaeista jotain omaa näkökulmaa.

Tuo voi olla hyvinkin tuo Helsingin yliopiston miesten vessan seinäkirjoitus Einsteinin vitsistä jokin sovellus, mutta jos nuo todella olisi tenttikysymykset, tentaattori ja tentin laatija on jotain suurudenhulluja radikaaleja, mitkä näkee opiskelijan vastauksesta välittömästi yhtä sun toista. Varmaan ei ihan syventävien kurssienkaan alkupään kurssitentti-kysymykset ole kyseessä, tai sitten ei ole olleet tenttikysymksenä. Joku neropatti-opiskelija huonosti menneen tentin jälkeen pistänyt tekstin miesten vessan seinälle.

En ole koskaan käynyt naisten vessassa, koska käyn aina miestenhuoneessa, mutta sehän on totta, että tuo on ollut joku, kenen aivot on kultaa, koska miehenä täytyy vetää raapustaen seinälle yhdellä kädellä. Pitäisi varmaan kysäistä joltakulta naiselta joskus, onko naistenhuoneessa paljon seinäkirjoituksia, kun naisilla on molemmat kädet vapaana, ja minkälaisia ne on, jos niitä on?

Ei minua sinänsä peloita matematiikan opiskelu vähän syvällisemminkin, jos tajuaisin sen paremmin, koska siinä on sama, mitä musiikkiharrastuksessa, mikä minullakin ollut koko elämäni ajan, että jonkin tietyn keskiverto-tason voi saavuttaa töitä tekemällä ilman, että tarvitsee lahjakuutta. En ole mitenkään erityisemmin lahjakas matematiikassa, vaikka lukiossa oli Eximia parin pisteen päässä, joka oli entinen Laudatur sen ajan arvioinneissa, joka oli 2002 voimassa, mitä itse kirjoitin. Yliopisto-matematiikka on aivan toinen maailma, kuin hanttimatikasta Eximian kirjoittaminen.