کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers

کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers یا معرفی رایانش کوانتومی مایکروسافت برای توسعه‌دهندگان یک منبع کاربردی و عملی برای یادگیری زبان برنامه‌نویسی کیو شارپ برای به استفاده از آن در علم کوانتوم می‌باشد. این کتاب در 12 فصل به آموزش مقدماتی تا بیان نکات پیشرفته و مهم این زبان برنامه‌نویسی خواهد پرداخت.

در ادامه مقدمه‌ای از کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.

مقدمه‌ای بر کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers:

من همیشه به چیزهای جدید و درخشان علاقه‌مند بوده‌ام، به طور خاص، چیزهایی که نمی‌فهمم و می‌خواهم بفهمم. وقتی در مورد وجود محاسبات کوانتومی شنیدم، می‌خواستم یاد بگیرم که چگونه چیزی قطعی مانند یک کامپیوتر می‌تواند در دنیای جادوی کوانتومی کار کند. بله، این باعث می‌شود به نقل قول معروف یکی از نویسندگان علمی-تخیلی مورد علاقه‌ام، آرتور سی کلارک فکر کنم:

هر فن‌آوری به اندازه کافی پیشرفته غیر قابل تشخیص از سحر و جادو است.

من اولین‌بار سال‌ها پیش توسط بارت دی اسمت با محاسبات کوانتومی آشنا شدم. او در تکوراما بلژیک یک ارائه در مورد مایکروسافت Q# انجام می‌داد و من بلافاصله فروخته شدم. من می‌خواستم در مورد آن بیشتر بدانم، چندین کتاب خریدم و شروع کردم به بازی کردن با آن. چقدر خوب است که بتوانی دوره‌ای را سپری کنی که در آن چیز کاملا جدیدی در حال کار است!

بعد از چند سال، شروع کردم به گفتن شگفتی‌های محاسبات کوانتومی و کوانتومی به دیگران. در سال 2019، من شروع به ارائه عمومی برای کنفرانس‌های بین‌المللی توسعه‌دهندگان نرم‌افزار کردم و در سال 2020، تصمیم گرفتم شروع به نوشتن این کتاب مقدماتی کنم.

درباره کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers

این کتاب مقدمه‌ای در محاسبات کوانتومی است، به ویژه توسعه‌دهندگان نرم‌افزاری که با اکوسیستم مایکروسافت آشنا هستند را هدف قرار می‌دهد. هدف من تبدیل شما به بهترین نظریه‌پردازان کوانتومی نیست. هدف من ارائه یک کتاب مقدماتی آسان و قابل فهم است که راه را برای یادگیری بیشتر باز می‌کند بدون اینکه بیش از حد ریاضی و علوم انتزاعی را سر شما بیاورد.

کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers دارای مقدار مناسبی از تئوری، همراه با برخی از مطالب و تمرین‌های «دست‌هایتان کثیف» است. شما با خواندن، کاوش و آزمایش یاد خواهید گرفت. به مثال‌ها و تمرین‌های این کتاب بسنده نکنید. تغییرات ایجاد کنید و چیزهای جدید را امتحان کنید. یادگیری نوشتن نرم‌افزار آسان است! اگر اشتباه کنی نمی‌توانی به کسی صدمه بزنی، اما…

بررسی اجمالی فصول کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers

این کتاب در 5 بخش و در مجموع 12 فصل و 3 پیوست تنظیم شده است. لیست زیر یک پیش‌نمایش سریع از هر فصل به شما ارائه می‌دهد:

بخش 1. بخش اول کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers بیشتر در مورد جنبه نظری محاسبات کوانتومی صحبت می‌کند. هنوز هیچ مهارت برنامه‌نویسی مورد نیاز نیست.

فصل 1. چیست، چرا، و چگونه؟ این فصل اصول فیزیک کوانتومی، ارتباط آن با کامپیوترهای کوانتومی و چرایی نیاز به کامپیوترهای کوانتومی را شرح می‌دهد.

فصل 2. کیوبیت و حالت کوانتومی. این فصل مهمترین بخش یک کامپیوتر کوانتومی را شرح می‌دهد: کیوبیت و حالت کوانتومی آن.

فصل 3. دروازه‌ها و مدارهای کوانتومی. این فصل نحوه دستکاری حالت کوانتومی را با اعمال گیت ها و ترکیب چندین دروازه در مدارهای کوانتومی توضیح می‌دهد.

قسمت 2. قسمت دوم کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers در مورد کیت توسعه کوانتومی مایکروسافت و زبان برنامه نویسی Q# صحبت می‌کند.

فصل 4. با کیت توسعه کوانتومی مایکروسافت توسعه دهید. این فصل توضیح می‌دهد که کیت توسعه کوانتومی مایکروسافت چیست، چگونه آن را روی رایانه شخصی خود نصب کنید، و چگونه از آن استفاده کنید.

فصل 5. اولین برنامه کوانتومی شما. این فصل شما را به سمت ساختن اولین برنامه کوانتومی خود با استفاده از Q# راهنمایی می‌کند: یک مولد اعداد تصادفی کوانتومی.

فصل 6. مروری بر زبان Q# و شبیه ساز کوانتومی. این فصل بسیاری از ویژگی‌های زبان Q# را با جزئیات بسیار شرح می‌دهد. چگونه باید کد بنویسید، از چه عبارات و عباراتی می‌توانید استفاده کنید و بسازید، و چگونه باید از عملیات کوانتومی استفاده کنید؟

فصل 7. آزمایش و اشکال‌زدایی برنامه‌های کوانتومی شما. این فصل نحوه آزمایش و اشکال‌زدایی برنامه‌های کوانتومی خود را با استفاده از Q# و Visual Studio Code یا Microsoft Visual Studio شرح می‌دهد. آزمایش و اشکال زدایی در شبیه ساز کوانتومی می‌تواند به شما کمک کند تا سریعتر کاوش کنید و یاد بگیرید.

قسمت 3. بخش سوم کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers در مورد برخی از الگوریتم‌های کوانتومی موجود صحبت می‌کند و آن‌ها را با استفاده از Q# پیاده‌سازی می‌کند. درک این الگوریتم‌ها برای هر مبتدی به اندازه کافی آسان است. این اطمینان حاصل می‌کند که این کتاب برای افرادی که هیچ پیش‌زمینه فیزیک یا ریاضیات پیشرفته‌ای ندارند عالی است.

فصل 8. الگوریتم Deutsch. این فصل الگوریتم معروف دیوید دویچ را توصیف و پیاده‌سازی می‌کند. مقایسه بین نسخه کلاسیک و نسخه کوانتومی انجام می‌شود و به شما نشان می‌دهد که چگونه نسخه کوانتومی بهترین راه حل را ارائه می‌دهد.

فصل 9. الگوریتم Deutsch-Jozsa. این فصل یک الگوریتم بهبود یافته توسط دیوید دویچ و ریچارد جوزا را توصیف و پیاده‌سازی می‌کند. مجدداً، مقایسه‌ای بین نسخه کلاسیک و نسخه کوانتومی انجام می‌شود تا به شما کمک کند تا در فرآیند فکر سهولت بیشتری داشته باشید.

فصل 10. بازی CHSH. این فصل بازی CHSH را شرح می‌دهد: یک بازی فرضی که می‌توان آن را با موفقیت بیشتری در دنیای کوانتومی به لطف درهم‌تنیدگی بازی کرد، یا بهتر بگوییم برنده شد. شما یک نسخه کلاسیک و یک نسخه کوانتومی این بازی را خواهید ساخت و شانس برنده شدن را برای نسخه کوانتومی مشاهده خواهید کرد.

قسمت 4. بخش چهارم کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers به معرفی محاسبات کوانتومی با پیش نمایشی پنهانی از دنیای ابر کوانتومی به لطف Microsoft Azure Quantum پایان می‌دهد.

فصل 11. کوانتوم لاجوردی. این فصل پیش‌نمایش کوانتومی Azure و نحوه اجرای برنامه‌های کوانتومی خود را که در Q# نوشته شده‌اند، بر روی سخت‌افزار کوانتومی واقعی به لطف قدرت ابر توضیح می‌دهد.

فصل 12. بعدی چیست؟ این فصل به سرعت چند مفهوم اضافی از محاسبات کوانتومی را لمس می‌کند و مجموعه‌ای از پیوندهای اینترنتی را در اختیار شما قرار می‌دهد تا افق خود را گسترش دهید.

قسمت 5. قسمت پنجم و پایانی کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers شامل چند ضمیمه برای مرجع شماست. برای درک برخی از ریاضیات مورد استفاده در این کتاب، باید دانش خود را تازه کنید. این ضمیمه‌ها می‌توانند به شما در انجام این کار کمک کنند.

پیوست I. مثلثات. این ضمیمه به شما در برخی از اصول مثلثات مانند مثلث‌ها، درجه‌ها در مقابل رادیان‌ها و نسبت‌های مثلثاتی کمک می‌کند.

ضمیمه II. اعداد مختلط. این پیوست به شما در مورد اعداد مختلط و نحوه انجام محاسبات با آن‌ها کمک می‌کند.

ضمیمه III. جبر خطی. این پیوست به شما در مفاهیم جبر خطی مانند محاسبه با ماتریس‌ها و فضاهای برداری کمک می‌کند.

بیشتر بخوانید: کتاب The Basic Physics of Quantum Theory

سرفصل‌های کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers:

• Part I. Introduction to Quantum Computing
  • Chapter 1: What, Why, and How?
  • Chapter 2: The Qubit and Quantum State
  • Chapter 3: Quantum Gates and Circuits
• Part II. The Microsoft Quantum Development Kit and Q#
  • Chapter 4: Develop with the Microsoft Quantum Development Kit
  • Chapter 5: Your First Quantum Program
  • Chapter 6: Q# Language Overview and the Quantum Simulator
  • Chapter 7: Testing and Debugging Your Quantum Programs
• Part III. Quantum Algorithms
  • Chapter 8: Deutsch’s Algorithm
  • Chapter 9: Deutsch-Jozsa Algorithm
  • Chapter 10: The CHSH Game
• Part IV. What to Do Next?
  • Chapter 11: Azure Quantum
  • Chapter 12: What’s Next?
• Part V. Appendixes
  • Chapter 13: Trigonometry
  • Chapter 14: Complex Numbers
  • Chapter 15: Linear Algebra

فایل کتاب Introducing Microsoft Quantum Computing for Developers را می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.