量子计算
现在正处于加州的雨季，早晨出门时，抬头发现阴沉沉的天空出现一道划破天际的彩虹。在空旷环境的映衬下，仿佛如一座巨大的天桥，如此鲜艳夺目，也寄托着新的一天是全新活力的开始。
图1绚丽的加州彩虹
今天我们的授课老师是William Huggin，一位很高的大帅哥。课程是量子计算导论（An Introduction of quantum computing）。William先通过介绍函数大O标记法（Big O notation），引入多项式和指数式的时间复杂度对比,随后讲述了在生活中遇到的一些实际问题，比如说：售货员最短路程问题、蛋白质折叠问题、最优化神经网路问题和分解质因数问题。通过实际生活中的问题，我们深刻领悟到量子计算对人类生活将有巨大的影响，掌握并运用量子计算是当今科学必然的要求。紧接着，William详细地讲述了质因数分解的原理和应用。它保证了互联网信息传输的加密性，在Email、银行和在线交易等方面有广泛的应用。在微信、支付宝等处处可见的时代里，更凸显了加密性的重要。
图2 William Huggin老师正在认真授课
接下来，William讲述了支撑量子计算实现的原理。其中，最为重要的就是量子位（Qubit）。相较于传统的计算只含两种情况0和1，量子位不仅仅含0和1，还包括它们的线性组合。通过量子位可以表示出二维矢量空间。随后，老师步步深入，介绍了二次量子位的原理。接着举一反三，简介了量子平行理论，详细介绍了量子平行会出现的问题和应用，量子平行理论在破解密码、搜索数据和数学理论证明方面有巨大的发挥潜力。最后将传统计算和量子计算进行了对比，突出了量子计算的巨大优势。老师在课间休息前，通过图表形象地介绍了Grover算法。Grover算法是用于匹配输入与通过黑箱后输出的算法，相较于传统的O（n）时间复杂度的算法，Grover算法只需要O（n1/2）时间，大大方便了对于海量数据的分析。此算法中，较为重要的函数被称为Oracle，若输入与输出相匹配，Oracle函数将输入取为相反数。
图3老师对于Grover算法的图解
如上图所示，在具体实现时，我们将归一化的一组数据|s>输入并将其划分为|ω>与|s’>，其中|ω>指与特定的输出相匹配的输入，在Oracle函数的作用下转变为Uω|s>，在一次Grover变换之后，得到UsUω|s>。当n足够大时，θ的值可被认为是1/n1/2。当UsUω|s>与|ω>重合时，可以认为执行成功，其执行步骤为
，即O（n1/2）。
由此看出量子计算可以极大地减少计算时间，方便了人类的生活，促进了人类社会的进步。虽然上午的课程有一定的难度，但是大家都跟着老师的思路走，碰到不会的问题及时提出来，老师耐心的讲解直至同学们都听懂。知识是一个循序渐进的过程，特别是对于一个很难的重点来说，一般人不可能一学就会，往往需要再三的研究与思考。在求学的路上，我们必须要虚心沉稳，耐心踏实。人生之路亦如此，低调做事，脚踏实地。
在Crossroads餐厅，大家享受了完午餐后。大家立刻赶回教室，为明天的演示做准备。下图是同学们正在积极的讨论和演示PPT。
图4同学们在教室抓紧中午时间准备PPT和讲稿
下午两点半，UC伯克利的陈亦然学姐来和我们分享UC伯克利的申请经历。学姐是生物工程专业三年级博士生，她强调了在申请过程中GPA和英语成绩的重要性，还有就是科研实习经历和老师推荐信，建议我们早作准备，早规划。最后，学姐深入每个小组指导PPT的内容制作和演示技巧。随后，同学们继续投入到紧张的工作中。为了明天的展示成果，大家都珍惜着每分每秒。大家的那种拼劲不禁让我想到了伯克利的口号“Go Bears!”，没有什么困难能阻挡我们的脚步。最后，寒假项目美方负责人Tim与大家合影，结束了这一天的课程。
图5 UC伯克利分队与美方项目负责人Tim合影
回到酒店后，领队李老师让大家在餐厅集合。原来是领队助理Lisa老师买了两个大蛋糕，组织了一个小的生日派对来给我们之中正好在这几天过生日的6位同学庆祝。当大伙唱起生日歌时，想着这趟伯克利学习之旅接近尾声，大家一路走来收获颇丰，不仅仅收获到了知识，开拓了视野，更增进了友谊，提高了团队合作能力，我们不禁感慨万分。
图6 UC伯克利分队同学分享异国生日Party上的蛋糕
今天是课程的最后一天，虽然大家都面临着明天结业演示的巨大压力，不少同学昨晚都通宵达旦来改进文档，但是今天课堂上，同学们还是精神饱满的踊跃发言。我们感受到了大家高效率的学习状态和学习热情，相信明天的演示必会成功，“Go Bears！”
图7同学们在餐厅准备讲稿、继续奋斗
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