译者序
现在我们常常能看到有关量子的新闻和文章。在科技领域,对量子的研究不断取得新的进展,我国在量子通信领域取得的成就令人欣喜;在文艺领域,科幻作品也乐于使用量子的设定,制造一种出其不意、降维打击的效果(所谓的“遇事不决,量子力学”),量子在《复仇者联盟》《蚁人》等电影中的种种能力非常神奇,推动了剧情的发展。
不过目前量子技术离普通人还比较遥远,日常生活中不太能有机会接触到(“量子波动速读”是骗人的)。但是现在,程序员和程序设计爱好者有机会使用量子计算机抢先体验量子技术的魅力。
本书适合打算率先体验量子计算的读者。同类书多从量子力学知识开始介绍,但就像开发普通的计算机程序不需要从电子的知识开始学习一样,本书直接从量子计算本身的基础知识开始讲起,有效地降低了初学者的学习成本,有助于保持学习热情。
本书首先帮助读者对量子计算机进行正确的定位:量子计算机其实是量子处理单元(QPU),它就像GPU一样,不能替代CPU,但是可以和CPU协同工作,从而完成 CPU做不到的事情。随后,本书介绍了 QPU 编程的核心概念和基本算法,并在此基础上介绍了基于QPU开发应用程序的知识,包括著名的舒尔分解算法和量子机器学习算法的应用。第11章对量子计算在计算机图形学中的应用所展开的探讨(量子超采样)也让人颇受启发。
本书的一个备受欢迎的特点是提供了配套的量子计算模拟器网站。读者可以直接在模拟器上使用JavaScript开发和运行程序,非常有助于理解和实践。
总体来看,本书与众不同、特色鲜明、目标明确、易于阅读。虽然量子计算尚处于早期阶段,也许读者不能立即把从本书学到的知识应用于实际的工作中,但通过阅读本书,读者能够理性看待量子计算的能力,并以阅读本书为契机,对量子计算产生兴趣,甚至参与进来,亲自去推动量子计算的发展:设计和开发出通用的量子编程语言,或者设计量子算法。量子计算的研究日新月异,想要深入了解的读者不妨关注一下最新的论文和研究报告等。本书也提供了文献指引,读者可以按图索骥,拓展阅读。
由于译者水平有限,书中恐有疏漏和错误之处,还请读者随时指正。
衷心感谢图灵公司的谢婷婷编辑在翻译过程中给予的帮助,她还向我强烈推荐和赠送了介绍量子生物学的英文原版书Life on the Edge。这是一本非常有趣的书,再次表示感谢。感谢同窗好友高云开、张斌对本书的关注。最后,我要感谢一直给我家庭温暖的父母、妻子和儿子,希望家里7岁的小朋友也能读一读爸爸翻译的书。
郑明智
2021 年春节于余杭南湖