读研八年不结业，她办理了量子计较的一个根天性题目

马哈德夫出席 10 月上旬在加州大学伯克利分校举行的计较机科学研讨会；之后，她在巴黎进行的计较机科学基本学术陈诉会上颁发了演讲。

2017 年春天，乌尔米拉·马哈德夫（Urmila Mahadev）让大大都研究生都很倾慕。她方才办理了量子计较规模的一个重大题目。所谓量子计较，研究的是量子计较机，它的算力来自于量子物理学的奇特法例。德州大学奥斯汀分校的计较机科学家斯科特·阿伦森（Scott Aaronson）指出，马哈德夫的新研究成就（称为“盲计较”），加之她起初颁发的论文，让全部人看到，“她是一颗冉冉升起的新星”。

其时，28 岁的马哈德夫已经在加州大学伯克利分校念了七年的研究生，早就过了大大都门生火烧眉毛想要结业的阶段。此刻，她终于具备了完成一篇“大度博士论文”的前提，马哈德夫在伯克利的博士生导师优曼许·瓦齐雷尼（Umesh Vazirani）如是说。

不外，马哈德夫没有在那一年结业，她乃至没有思量过结业的题目。她的研究还没有完成。

量子计较规模的最根基题目之一

五年多来，马哈德夫一向还在研究另一个题目，阿伦森称之为“你能在量子计较规模提出的最根基题目之一”，即：假如我们让量子计较机执行一次计较使命，我们怎样知道它真的遵照了指令，它毕竟有没有做任何与量子计较有关的工作？

这个题目也许很快就会逾越学术的领域。研究职员但愿，量子计较性可以或许在相对较短的时刻内，在一系列题目上实现指数级的计较加快，包罗对黑洞周围的天体举动举办建模、模仿大分子卵白质的折叠方法，等等。

不外，一旦量子计较性可以或许执行传统计较机无法完成的使命，我们怎样才气知道它的计较进程是对的呢？

假如我们不信赖一台传统计较机，理论上说，我们可以亲身对每一个计较步调举办检讨。然而，量子体系从基础上是抵抗这种检讨的。起首，它们的内部机制极其伟大：即即是一台只稀有百个量子比特（即量子位）的计较机，假如我们要把描写其内部状态的信息所有记录下来，我们将必要一个比整个可视察宇宙还要大的硬盘，才气把这些信息存储下来。

并且，纵然有足够的空间来存储这些信息，我们也无法去领略它。量子计较机的内部状态，凡是是很多非量子“经典”状态的叠加，这就像薛定谔的猫，同时处于既死又活的状态。可是，一旦你对一个量子态举办丈量，它就会坍缩成个中一个经典态。假如调查一台 300 量子比特计较机的内部，着实你只会看到 300 个经典比特（0 和1）对着我们笑。

“量子计较机很是强盛，但它同样很是隐秘。”瓦齐雷尼说道。

思量到这些限定身分，计较机科学家一向以来就想知道，是否有也许让量子计较机提供某种十拿九稳的担保，即它确实做了本身宣称做过的那些工作。“量子天下与经典天下之间的彼此浸染是否强盛到足以实现互相之间的对话？”耶路撒冷希伯来大学的计较机科学家多瑞特·阿哈罗诺夫（Dorit Aharonov）这样问道。

八年，终于乐成！

在念研究生的第二年，马哈德夫被这个题目迷住了，并且她本身也不完全大白个中的缘故起因。随后几年，她实行了一个又一个要领。“许多时辰，我都认为本身做对了，然后它们却瓦解了，有的耗时很短，有的则要花上一年。”她说。

但马哈德夫没有放弃，反而示意出一种持之以恒的刻意，这是瓦齐雷尼在其他人身上未曾见过的，他说，“从这个方面讲，乌尔米拉绝对与众差异。”

现在，念了八年研究生后，马哈德夫乐成了。她构思出一种交互协议，通过这种协议，那些自身不具备量子手段的用户可以行使加密技能，给量子计较机套上“挽具”，驾御它去往任何想去的处所，而且可以或许确定量子计较机是在遵循指令行事。瓦齐雷尼暗示，马哈德夫的要领向用户提供了“计较机无法解脱的本领”。

阿伦森说，一名研究生可以或许单枪匹马取得这样的成就，这“很是惊人”。

马哈德夫此刻是加州大学伯克利分校的博士后研究员，她最近在计较机科学基本学术陈诉会上展示了本身的协议——该集会会议是理论计较机科学规模局限最大的集会会议之一，本年在巴黎进行。马哈德夫的研究成就被授予大会“最佳论文”和“最佳门生论文”。对一名理论计较机科学家来说，这是可贵的殊荣。

加州理工学院的计较机科学家托马斯·维迪克（Thomas Vidick）曾与马哈德夫共事，他在一篇博客文章中，把后者的研究成就称为“近些年在量子计较和理论计较机科学交错规模呈现的最精巧成就之一”。

让研究职员感想欢快的，不只是马哈德夫的协议所取得的结果，更在于她为办理这个题目而提出的全新要领。在量子规模行使经典加密技能是一个“真正新奇的设法”，维迪克写道，“我以为这种设法将催生更多的研究成就。”

“我的方针从来不是为告终业”

马哈德夫在洛杉矶的一个大夫家庭长大，她本科就读于南加州大学，在哪里辗转于多个研究规模。早先，她只是确信本身不想当一名大夫。其后，RSA 加密算法的缔造者之一、计较机科学家伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）传授的一门课程，让她对理论计较机科学发生了浓重的乐趣。她向加州大学伯克利分校的研究生院提出了申请，并在申请书中暗示，本身对理论计较机科学的各个方面都感乐趣——量子计较除外。

“其时，它听起来像是我最不认识、最不相识的对象。”马哈德夫说。

不外，她来到伯克利分校后，瓦齐雷尼普通易懂的表明很快改变了她的设法。瓦齐雷尼给她部署了一项使命，让她找出一种可以或许验证量子计较的协议。瓦齐雷尼说，这个题目“真正引发了她的想象力”。

（编辑：河北网）

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