ประสบการณ์ควอนตัม: ถาม & ตอบกับ Christine Corbett Moran ของ Caltech

ประสบการณ์ควอนตัม: ถาม & ตอบกับ Christine Corbett Moran ของ Caltech

เครดิตฟรี

ดร.คริสติน คอร์เบตต์ มอแรนเดินทางไปทั่วโลกเพื่อค้นหาปัญหาที่ท้าทายให้แก้ไข Astronomy and Astrophysics Postdoctoral Fellowของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียได้รับปริญญาเอกในเมืองซูริก สอนการพัฒนาอุปกรณ์เคลื่อนที่และการเป็นผู้ประกอบการในกรุงมะนิลา และตอนนี้เรียกทวีปแอนตาร์กติกากลับบ้านขณะทำการทดลองกับกล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้ มันนี่ที่เธอค้นพบบางสิ่งบางอย่างอื่นที่จะทดสอบด้วย – ของไอบีเอ็มควอนตัมประสบการณ์

สล็อต

คอมพิวเตอร์ควอนตัมบนคลาวด์ช่วยให้ทุกคนสามารถเรียกใช้อัลกอริธึมบนโปรเซสเซอร์ห้าคิวบิตได้ คุณเพียงแค่ต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต สิ่งที่ Corbett Moran อาศัยอยู่ใน -50 ถึง -100 องศาฟาเรนไฮต์ (-45 ถึง -75 องศาเซลเซียส) ไม่ได้มีเสมอไป ดังนั้น เธอจึงตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับวิธีทดสอบอัลกอริทึมแบบออฟไลน์ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ Quantum Experience ทางออนไลน์
Corbett Moran กล่าวว่า “ฉันสามารถทำงานในภาษาโปรแกรมโปรด (Python) แบบออฟไลน์ได้ และสร้างต้นแบบให้ทำงานบน IBM QE ได้ในขณะที่ออนไลน์ … [และ] ฉันคิดว่าอาจเป็นประโยชน์กับผู้อื่น ไม่ว่าจะเป็นผู้เรียนหรือนักวิจัย” Corbett Moran กล่าว
เราถามเธอเกี่ยวกับบทความนี้Quintuple: โปรแกรมจำลองควอนตัม Python 5-qubit เพื่ออำนวยความสะดวกในการคำนวณควอนตัมและความท้าทายอื่นๆ ที่เธอตั้งตารอ และสถานที่ที่เธอยังคงต้องการเห็น
การย้ายระหว่างประเทศครั้งแรกของคุณคือจาก MIT ซึ่งคุณศึกษาปรัชญา วิทยาการคอมพิวเตอร์ และฟิสิกส์ ไปยังสวิตเซอร์แลนด์ อะไรกระตุ้นให้ย้ายไปเรียนฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยซูริก
Corbett Moran:เป้าหมายระดับปริญญาตรีของฉันอยู่ที่การวิจัยการแปลด้วยคอมพิวเตอร์ แต่หลังจากทำงานในอุตสาหกรรมมาระยะหนึ่งแล้ว และตีพิมพ์บทความวิชาการต่อไป ฉันยังต้องการเรียนวิชาฟิสิกส์เพิ่ม แม้จะจบปริญญาฟิสิกส์ ฉันก็ไม่มีประสบการณ์ด้านการวิจัยฟิสิกส์เลย ฉันไปซูริกเพื่อรับปริญญาโทสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงคำนวณ โดยคิดว่าฉันจะเรียนหลักสูตรฟิสิกส์ระดับบัณฑิตศึกษาที่ฉันต้องการ แล้วดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป Terminal Master นั้นพบได้ทั่วไปในยุโรป และนอกจากนั้นฉันยังรักภาษาศาสตร์และการเรียนรู้ภาษา (สวิตเซอร์แลนด์มีภาษาราชการสี่ภาษา: เยอรมัน ฝรั่งเศส อิตาลี และโรมันช์!) ฉันลงเอยด้วยการศึกษาระดับปริญญาเอก และในสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่น่าสนใจ
ฉันรู้สึกเหมือนกำลังฝึกฝนเพื่อแก้ไขปัญหาที่ใหญ่กว่าและเป็นไปไม่ได้ที่ฉันจะได้พบในสักวันหนึ่ง
– ดร.คริสติน คอร์เบตต์ โมแรน
โอกาสที่จะไปแอนตาร์กติกาเกิดขึ้นได้อย่างไร และคุณกำลังทำอะไรกับกล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้?
CM:สองสามปีที่ผ่านมาของฉันในบัณฑิตวิทยาลัยนั้นวุ่นวาย นอกเหนือจากงานระดับปริญญาเอกของฉันแล้ว โครงการพัฒนาแอปบนอุปกรณ์เคลื่อนที่ (แต่เดิมเป็นอาสาสมัคร) หลายโครงการได้กลายเป็นงานเต็มเวลาซึ่งต้องเดินทางไกลเพื่อโปรโมตโครงการเหล่านี้ด้วย
ดังนั้นแอนตาร์กติกา ฉันมีเพื่อนจากระดับปริญญาตรีที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ในแอนตาร์กติกา เกือบจะหลบหนาวที่ขั้วโลกใต้ ฉันไม่แน่ใจว่าฉันต้องการทำ postdoc ทันที (ฉันชอบหยุดพักระหว่างขั้นตอนทางวิชาการเพื่อทำโครงการที่น่าสนใจ) ดังนั้นฉันจึงเริ่มค้นคว้าเกี่ยวกับขั้วโลกใต้ตลอดทั้งปี
ฉันไม่ได้งานในครั้งแรกที่สมัคร แต่ไปทำงานที่ SpaceX สักสองสามเดือน แล้วไปเรียนต่อหลังปริญญาเอกที่ Caltech หนึ่งปี เมื่อถึงตอนนั้น ฉันได้เปลี่ยนโปรเจ็กต์แอปของฉันเป็นมือใหม่ และชนะการคบหาสมาคม NSF Astronomy and Astrophysics postdoc ซึ่งมีข้อกำหนดสำหรับการลาหนึ่งปี ฉันหวังว่าจะใช้การลาเพื่อไปแอนตาร์กติกา และสมัครอีกรอบ คราวนี้ด้วยการทดลองที่ต่างออกไป มันได้ผล! ฉันชอบที่นี่มาก และหวังว่าจะได้กลับมาที่คาลเทคในปีหน้า
คุณรู้จักเครื่องมือ Quantum Experience ของ IBM ได้อย่างไร
CM:ฉันคิดว่าทวีต ฉันได้รับข่าวสารทางวิทยาศาสตร์และการเชื่อมต่อโดยบังเอิญผ่าน Twitter และโซเชียลมีเดียอื่นๆ ในฐานะที่เป็นนักศึกษาฝึกงานที่ Bell Labs ผมก็มีเพื่อนครูสอนพิเศษคอมพิวเตอร์ควอนตัมผมขึ้นอยู่กับนีลเซ่นและช่วงของตำราที่ยอมรับ แต่ฉันไม่รู้วิทยาการคอมพิวเตอร์มากนัก และไม่ได้เรียนพีชคณิตเชิงเส้นหรือกลศาสตร์ควอนตัม
ฉันวางหนังสือเรียนไว้ แต่กลับมาอ่านอีกสองสามปีต่อมา มันทำให้ฉันเข้าใจมากขึ้น แต่ฉันไม่มีกรณีการใช้งานจริงสำหรับความรู้ใดๆ และคิดว่าการเรียนหลักสูตรหนึ่งๆ คงจะดี มันอยู่ท้ายรายการสิ่งที่ต้องทำของฉัน จนกระทั่งฉันพบ IBM Quantum Experience ซึ่งเป็นหลักสูตรย่อยที่ยอดเยี่ยม และคราวนี้ฉันมีพื้นฐานที่จำเป็นมากในการจัดการกับมัน
CM:ในขณะที่ฉันกำลังดูตัวอย่างทั้งหมดเกี่ยวกับ IBM Quantum Experience ฉันไม่ต้องการเรียกใช้มันง่ายๆ แต่ให้ทำตามทางคณิตศาสตร์อย่างเต็มที่ว่าเกิดอะไรขึ้น ตอนแรกฉันทำสิ่งนี้ด้วยปากกาและกระดาษคำนวณ ( ในภาพ ); ที่ทำงานสำหรับการออกกำลังกายในช่วงต้น ในที่สุดเมทริกซ์ก็ใหญ่ขึ้นและน่ารำคาญกว่าที่จะใช้งานด้วยมือ แม้ว่าฉันจะคำนวณด้วยมือ เนื่องจากความซับซ้อน ฉันจึงตรวจสอบบนคอมพิวเตอร์เป็นระยะๆ ฉันใช้ Python เป็นประจำ นั่นคือสิ่งที่ฉันใช้ (เพื่อตรวจสอบการคำนวณ)
สุดท้าย การคำนวณเป็นเพียงเรื่องน่าเบื่อหน่ายเกินกว่าจะแก้ไขด้วยมือ แต่ฉันยังต้องการที่จะปฏิบัติตามทีละขั้นตอนเพื่อพิสูจน์ตัวเองว่าฉันได้ปฏิบัติตามสิ่งที่กำลังเกิดขึ้น ดังนั้นฉันจึงเพิ่มสิ่งที่เป็นนามธรรมลงในโค้ดที่ฉันเขียน เมื่อถึงเวลานั้น ฉันก็สนุกกับโปรแกรมจำลองสถานการณ์เหมือนกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม และฉันได้ใช้ความสามารถในการทำงานในไวยากรณ์เดียวกันกับที่ IBM QE พิมพ์ออกมา เพื่อให้ง่ายต่อการตรวจสอบว่าโปรแกรมจำลองของฉันตรงกัน ผลลัพธ์ของพวกเขาในขณะที่ฉันพัฒนาและดีบั๊กโค้ด

สล็อตออนไลน์

ทุกอย่างตรงกัน! นั่นหมายความว่าฉันสามารถทำงานกับอัลกอริธึมใหม่และทดลองกับการดำเนินการ 5-qubit ที่หลากหลายใน Python โดยไม่ต้องโหลด IBM QE สิ่งนี้ยอดเยี่ยมมาก เนื่องจากการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตในแอนตาร์กติกามีจำกัด ดังนั้นฉันจึงสามารถทำงานในภาษาโปรแกรมโปรดของฉันแบบออฟไลน์ สร้างแนวคิดให้ทำงานบน IBM QE ได้ในขณะที่ฉันออนไลน์ ฉันคิดว่ามันอาจเป็นประโยชน์กับผู้อื่น ไม่ว่าจะเป็นผู้เรียนหรือนักวิจัย ฉันก็เลยเขียนบล็อกโพสต์และบทความทางวิชาการเกี่ยวกับเรื่องนี้
CM:คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจเป็นอีกทางหนึ่งสำหรับวิทยาศาสตร์ บางครั้งฉันก็คิดว่า: คงจะดีไม่น้อยถ้าได้อยู่ที่นั่นในยุคเริ่มต้นของคอมพิวเตอร์ดิจิทัล มีปัญหามากมายสำหรับการแก้ไข!
การคำนวณควอนตัมอาจเป็นแบบนั้น เรายังไปไม่ถึง แต่ IBM QE เป็นจุดเริ่มต้น ฉันคิดว่าการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่น่าสนใจและไม่ค่อยมีใครชื่นชมมากที่สุดคือการทำให้เราเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัมมากขึ้นและทำให้เราสามารถจำลองกระบวนการทางกายภาพที่ไม่สามารถทำได้ด้วยคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก
คุณชอบแก้ปัญหาประเภทไหน?
CM:ฉันชอบแก้ปัญหาที่ฉันสามารถใช้ทักษะที่มีอยู่เพื่อช่วยเหลือโลก และเรียนรู้สิ่งที่น่าสนใจไปพร้อม ๆ กัน บางครั้งความพ่ายแพ้ของฉัน ฉันถูกดึงดูดมากขึ้นในพื้นที่ที่ฉันมีประสบการณ์น้อย เพียงเพราะฉันยังต้องเรียนรู้อีกมาก ฉันมักจะรู้สึกว่าฉันกำลังฝึกฝนเพื่อแก้ปัญหาที่ใหญ่กว่าและเป็นไปไม่ได้ที่ฉันจะได้พบในสักวันหนึ่ง และวิธีที่ดีที่สุดที่ฉันสามารถทำได้คือพยายามเป็นคนที่เป็นไปไม่ได้ นั่นคือคนที่มีทักษะและความสามารถเฉพาะตัว ประสบการณ์ เพราะถ้าคนที่มีอยู่สามารถแก้ปัญหาได้ก็จะได้รับการแก้ไขแล้ว! ไม่ว่าจะได้ผลหรือไม่ ฉันก็สนุกกับการจัดการกับปัญหาเล็กๆ น้อยๆ มากมายในระหว่างนี้
คุณทวีตในเดือนกรกฎาคมเกี่ยวกับใบสมัครนักบินอวกาศของคุณ สถานะคืออะไรและจะเกี่ยวข้องกับการเตรียมตัวไปอวกาศอย่างไร?
CM:เช่นเดียวกับแอนตาร์กติกา อวกาศเป็นสถานที่ที่ฉันใฝ่ฝันอยากจะไป ฉันไปถึงแอนตาร์กติกาแล้ว แต่อวกาศยังอีกยาวไกล ตอนนี้ NASA กำลังตรวจสอบการอ้างอิงของฉัน ซึ่งมากกว่าที่ฉันทำในครั้งสุดท้ายที่ฉันสมัคร อัตราต่อรองยาว การฝึกเป็นนักบินอวกาศดูเหมือนเป็นประสบการณ์ที่แปลกใหม่ และแม้ว่าคุณจะไม่ได้ไปในอวกาศ การฝึกผ่านการฝึกก็จะคุ้มค่า: ดำน้ำ, บิน, กระโดดร่ม…
ฉันอยากไปดาวเคราะห์น้อย ดวงจันทร์อีกดวง ดาวอังคาร สำหรับบางอย่างเช่นสถานีอวกาศนานาชาติ ฉันหวังว่าเมื่อฉันเกษียณอายุ นักท่องเที่ยวจะได้เดินทางไปที่นั้นหรืออะไรก็ตามแทนที่มันจะเป็นไปได้
เมื่อไหร่เราจะเอาคนไปดาวอังคาร? คุณจะไป?

อย่างแน่นอน! Elon Musk ต้องการเกษียณอายุที่นั่น (และเขาแก่กว่าฉันด้วย!) นั่นเป็นการกำหนดกรอบเวลาให้กับสิ่งต่างๆ ฉันจะทุ่มเงินให้อีลอนสร้างมันขึ้นมา เมื่อพูดถึง Wild West ดาวอังคารอาจเป็น “ป่าตะวันตก” ของวิทยาศาสตร์ แค่เดินสะดุดขาตัวเองก็ค้นพบสิ่งใหม่ๆ ด้วยชุดเคมีของโรงเรียนมัธยม คุณอาจผลิตงานวิจัยที่มีมูลค่ารางวัลโนเบล

jumboslot

ความสนใจในด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และฟิสิกส์ของคุณเริ่มต้นอย่างไร
CM:ตอนเด็กๆ ผมอยากรู้หลายๆ อย่าง และฉันก็เป็นนักอ่าน ฉันอยากอยู่ในอาชีพที่ฉันสามารถอ่านหนังสือได้มาก วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ระดับมัธยมปลายเข้ามาหาฉันอย่างง่ายดาย และมันน่าหงุดหงิดที่จะทำอะไรบางอย่างที่ฉันเข้าใจทันทีเป็นร้อยๆ ครั้ง ฉันก็เลยเขียนว่าน่าเบื่อเหลือเกิน แต่ฉันเป็นคนที่ผู้คนมักจะมีปัญหาทางเทคนิคเสมอ ไม่ใช่ว่าฉันคิดว่ามันเป็นอาชีพที่มีศักยภาพ มันคงจะแตกต่างออกไปถ้าฉันมีพี่เลี้ยงที่พาดพิงถึงส่วนขั้นสูงของวิชาเหล่านี้ แต่นั่นไม่ใช่วิธีการทำงาน
ฉันโชคดีที่ได้มาถึงจุดที่ฉันทำ และทุกอย่างก็สัมพันธ์กับการตัดสินใจที่จะเข้าเรียนที่ MIT ด้วยความตั้งใจ (แม้ว่าฉันจะตัดสินใจเรียนปรัชญาและกฎหมายไปแล้วก็ตาม) ฉันรู้ว่าฉันต้องการไปที่ไหนสักแห่งโดยไม่มีความเสี่ยง ฉันจะได้อยู่ในอันดับต้น ๆ ของชั้นเรียนหรือเบื่อหน่ายในชั้นเรียนอีกครั้ง เมื่อฉันไปที่เซสชั่นข้อมูลของ MIT ผู้คนก็แปลก ๆ น่าสนใจและน่าอัศจรรย์ และความคิดที่จะไปที่นั่นก็ดูสนุก เกือบจะตลกสำหรับคนที่อยากเป็นทนายความ!
คุณยังพูดภาษาธรรมชาติได้หลายภาษา ภาษาอังกฤษและเยอรมันมีความหมายตามเวลาของคุณในซูริก แต่คุณก็เข้าใจภาษาสเปน เดนมาร์ก อาหรับ และจีนกลางด้วย อะไรกระตุ้นความอยากรู้ และคุณจะแบ่งเวลาฝึกฝนมันอย่างไร?
CM:ฉันเรียนภาษาสเปนตอนมัธยม และฉันหยุดเรียนหนึ่งปีก่อนที่จะเข้าเรียนที่ MIT เพื่อไปโรงเรียนมัธยมในเดนมาร์ก ซึ่งฉันเลือกเรียนภาษาเดนมาร์ก (พร้อมกับความสนใจในวิธีที่มนุษย์และคอมพิวเตอร์เรียนรู้และจัดการภาษา
ภาษาอาหรับ ฉันเรียนทั้งในและหลังวิทยาลัย มันเริ่มต้นเมื่อฉันต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตะวันออกกลาง กุญแจสำคัญในการคงไว้ซึ่งแรงจูงใจในการศึกษาภาษาคือการตระหนักว่าคุณค่าของพวกเขาไม่ได้ต้องการความเชี่ยวชาญที่สมบูรณ์ พวกมันกลายเป็นความรู้เชิงวัฒนธรรมเกือบจะในทันที และการรู้เพียงเล็กน้อยก็หมายความว่าในสถานการณ์ที่ถูกต้อง การพูดให้คล่องแคล่วนั้นง่ายกว่ามาก ภาษาอาหรับของฉันไม่เก่งแม้จะเรียนมาหลายปี แต่ก็ยังมีค่ามากอยู่ดี ตัวอย่างเช่น มันช่วยให้รู้ภาษาอาหรับบ้าง เพราะมีงานวิจัยเกี่ยวกับการแปลด้วยคอมพิวเตอร์จำนวนมากเป็นข้อความภาษาอาหรับ
ฉันได้ศึกษาภาษาอื่นๆ ในระดับที่น้อยกว่า อีกครั้งด้วยแนวคิดที่ว่าแม้เพียงเล็กน้อยก็มีประโยชน์ในตอนนี้ หรือเป็นส่วนประกอบในภายหลัง ภาษาจีนกลางมีลักษณะเดียวกับภาษาอาหรับ ฉันต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประเทศจีน หลังจากหนึ่งปีของการศึกษาแบบเปิดและปิด ฉันได้รับติวเตอร์ และเราพูดคุยทางโทรศัพท์เป็นภาษาจีนกลาง 100 เปอร์เซ็นต์เป็นเวลาสองชั่วโมงต่อสัปดาห์ ฉันยังคงก้าวไปอย่างช้าๆ ฉันไม่ได้เรียนภาษาเร็วเป็นพิเศษ ฉันแค่สนุกกับกระบวนการนี้และทำให้มันเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตฉัน ยิ่งคุณรู้ภาษามากเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งต้องทำงานด้วยภาษาต่างๆ มากขึ้นเท่านั้น
จากการทดลองทั้งหมดนี้กับวิชาต่างๆ ในสถานที่ต่างๆ คุณจะเล่นปาหี่ได้อย่างไร และคำแนะนำอะไรที่คุณให้นักเรียนอยากรู้เกี่ยวกับวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์
CM:ฉันมีประสิทธิผลมากขึ้นต่อหน่วยเวลายิ่งมีจานมากขึ้น นั่นก็หมายความว่าฉันมักจะมีงานมากกว่าหนึ่งอย่างในคราวเดียวเสมอ เช่นเดียวกับข้ออ้างที่จะไม่ทำงานบางอย่างที่ฉันไม่รู้สึกมีแรงบันดาลใจเป็นพิเศษ (ยกเว้นวันครบกำหนด) การจัดระเบียบเป็นกุญแจสำคัญ ควบคู่ไปกับการพัฒนาความสัมพันธ์กับรายการในรายการสิ่งที่ต้องทำ ซึ่งเมื่อเข้าไปแล้ว จะทำได้สำเร็จจริงๆ
[NPC5]สำหรับคำแนะนำ ฉันจะเน้นว่าวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมเป็นอาชีพที่สร้างสรรค์ สร้างผลกระทบ และคุ้มค่าอย่างเหลือเชื่อ ไม่ว่าคุณจะมีความสามารถหลากหลาย มีความสนใจและทางเลือกในอาชีพมากมาย และอาจยังไม่ได้พิจารณา STEM หรือมุ่งเน้นเฉพาะบางอย่างในสาขา STEM อยู่แล้ว วิทยาศาสตร์หรือวิศวกรรมเหมาะสำหรับคุณ! เช่นเดียวกับภาษา มันไม่ใช่สิ่งเลขฐานสองที่คุณต้องการการเรียนรู้ที่สมบูรณ์ (หรือปริญญา) แม้แต่การศึกษาการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ วิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์เพียงเล็กน้อยก็ยังมีคุณค่าอย่างยิ่ง ทำไมไม่ลองเรียนสักสองสามวิชาในวิทยาลัยหรือทางออนไลน์ หรือเข้าร่วมชมรมหลังเลิกเรียนล่ะ
Corbett โมแรนจะยังคง“การศึกษารังสีพื้นหลังของจักรวาลไมโครเวฟจากความสะดวกสบายของAmundsen-Scott สถานีขั้วโลกใต้ ” จนถึงเดือนพฤศจิกายนกลับไปที่คาลเทคในปี 2017 ให้ทันกับเธอบนทวิตเตอร์ที่@Corbett