On the Design and Implementation of a Quantum Architectures Knowledge Unit for a CS Curriculum
On the Design and Implementation of a Quantum Architectures Knowledge Unit for a CS Curriculum
复制标题
计算机科学课程量子架构知识单元的设计与实现
DOI：
10.1145/3545945.3569845
复制
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Xiang, Qiao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
German, Adrian;Pias, Marcelo;Xiang, Qiao
16年前，斯科特·阿伦森（Scott Aaronson）在雷·拉弗拉姆（Ray Laflamme）面前评论说，量子力学（QM）类似于一个操作系统，物理学的其余部分都在其上运行其应用软件（除了广义相对论“尚未成功移植到这个特定的操作系统”）。在此之前，一位教育家和杰出的计算机科学家（Umesh Vazirani）的洞察力意识到，可以通过量子比特和量子门的语言来完整和一致地介绍QM。更接近现在，它采取了深刻的直觉，另一个博学者（特里鲁道夫）认识到，线性代数通常在这种方法的基础，可以取代一个简单的重写系统访问中学生。重写系统是计算机科学的基础，事实上，它们是它的结构（例如，图灵机和lambda演算），所以这些都是非常幸运的发展。此外，线性代数的先决条件现在与机器学习在CS本科课程中牢固地共享，这是一个非常深刻和突然复兴的主题。量子信息科学与技术（QIST）本质上是跨学科的，跨越物理学，计算机科学，数学，工程，化学和材料科学。我们提出了三个课程计划，将QIST主题（通过量子计算）到CS本科课程。这些计划是在与QED-C成员（工业界，学术界，国家实验室和政府机构）进行初步协商后制定的，征求他们对这三个课程计划的意见，建议和一般投入。
Sixteen years ago, Scott Aaronson remarked (in the presence of Ray Laflamme) that quantum mechanics (QM) resembles an operating system on which the rest of Physics is running its application software (except for general relativity "which has not yet been successfully ported to this particular OS''). Prior to that, it took the insight of an educator and eminent computer scientist (Umesh Vazirani) to realize that a complete and consistent introduction to QM can be given via the language of qubits and quantum gates. Closer to the present, it took the profound intuition of another polymath (Terry Rudolph) to realize that the linear algebra normally at the foundation of such an approach can be replaced with a simple rewriting system accessible to middle school students. Rewriting systems are at the foundation of Computer Science, they are, in fact, the very fabric of it (e.g., Turing machines and lambda calculus), so these are very fortunate developments. Furthermore, a linear algebra prerequisite is now shared firmly in the CS undergraduate curriculum with Machine Learning, a topic that has known a very deep and sudden revival. Quantum Information Science and Technology (QIST) is inherently interdisciplinary and spans physics, computer science, mathematics, engineering, chemistry and materials science. We present three curricular plans for incorporating QIST topics (via Quantum Computing) into the CS undergraduate curriculum. Such plans have been constructed with a preliminary consultation with QED-C members (industry, academia, national labs, and government agencies) asking for comments, suggestions and general input on these three curricular plans.
登录
查看更多内容
量子计算基础知识
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Bhattacharyya
通讯作者：
S. Bhattacharyya
量子物理学：每个人都需要知道的
影响因子：
2
作者：
R. Shorter
通讯作者：
R. Shorter
定义量子劳动力格局：全球量子教育计划回顾
影响因子：
1.3
作者：
Maninder Kaur;Araceli Venegas
通讯作者：
Araceli Venegas
向高中生和早期本科生教授量子信息科学
DOI：
--
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Economou;T. Rudolph;Edwin Barnes
通讯作者：
Edwin Barnes
全民量子
DOI：
--
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
作者：
I. Siddiqi;Dario Gil;J. Broz
通讯作者：
J. Broz