【星國記事】斷路器政策到半重啟之日常～7/4

這兩個月和之前過得不同，感到漫長且充實而非倏忽即逝，主要原因應該是因為在家工作/自學，同時沒有找房子和搬家的事情煩心，故有了非常多時間閱讀和思考的緣故．就讓我提煉一下值得記錄的各種面向形成文章，而開始前先依照慣例：歡迎大家分享、轉發、留言、拍手讚賞（甚至捐款）：）

Ps:這次我用了不少Facebook鑲嵌的方法分享資訊，對這種iframe的做法也歡迎大家反饋

物理學習：量子機器學習與DAMOP

除了看上次記事提到的兩本超優秀量子計算、量子物理著作外，這段時間也把 Peter Wittek 主講的Quantum Machine Learning Youtube Series 看完了，整體的難度適中、適合有些物理基礎的人才容易看懂，不過如果只想要濃縮體會量子機器學習的精神和樂趣，那系列最後一講由Seth Lloyd 的客座回顧是精彩絕倫，這位量子資訊領域的大師、量子機器學習的奠基先驅講課技巧高超、還能夠帶給學生幽默XD

實驗點子：看著目前實驗室目前離子井能夠執行的操作，我就開始思考有沒有可能做出（proof of principle）和量子機器學習相關的邏輯閘，湊出了一個可以執行的Hamiltonian後和老闆討論（下圖）

$\frac{\hbar \Omega \eta_{a}\eta_{b}}{2}\sigma_{x}X_{a}X_{b}$

見多識廣的Dzmitry 果然告訴我這個邏輯閘在量子機器學習中有價值，而且我的建構方式比理論物理學家直接和有效率多了(相關PRL)．不過即使如此，我認為要在實驗室執行這個點子至少也是一年後的事情了（手上有兩三個方向可以走），得先努力讓實驗恢復把手頭上的題目做完啊！

DAMOP(北美原子分子光學物理年會，包含離子井量子計算)紀錄：今年的DAMOP改成線上會議所以我就看了一週，對於比較不熟悉的子領域（也就是精密測量和Highly Charge Ion），我就看熱鬧的大概理解其成就．例如量子光學的技巧如何幫助LIGO偵測黑洞把精度提高到 $10^{-18}$ 公尺，尋找超標準模型（Beyond Standard Model）和推進基礎物理學的各種努力：包含軸子(Axion)是否存在、精細結構常數會不會隨時間改變、空間在每個方向上都對稱嗎、波函數是否會宏觀自發塌陷、電子的電偶極(electron elcttric dipole moment)有多大等．

對於量子資訊在離子井的演進我就可以說的比較多，這次透過雷射操作Yb離子的主流路徑仍舊有非常多優異的突破，Duke 金教授（IonQ 共同創辦人）實驗組用對稱編碼的方式（ $H=H^{\dagger}$ ）來消除系統誤差，同時他們還有用micro-mirror（微小的陣列鏡子）來操作雷射路徑，非常優美的利用干涉計算出對應的雷射光路；Honeywell則又展現了強如鬼神的實驗結果，已經消去雷射操作會遇到的誤差（下圖），在只有single qubit gate的情況下把失真度壓到了 $10^{-7}$ 以下，因為這種誤差是都會存在於雷射操作的系統，所以讓人振奮這基礎實驗技巧的各種突破（這次Maryland Chris 組的DAMOP錄影好像有問題，所以我就沒看到顆顆）

Honeywell 統整了現在離子井量子計算「主流路徑」的表現

另一方面，NIST（美國國家標準度量局）和半退休的諾貝爾獎得主David Wineland 則開始另闢蹊徑，希望可以不要使用雷射（而是基於Radio Frequency）來重現離子井量子計算的所有優點同時避免雷射昂貴的成本和需要精密維護光路和大量光學元件的麻煩．這個無雷射路徑(laser free approach)最大的挑戰是如何做到各種sideband（也就是操作各種能階）、和準確個別操作單一離子，前者有受到包含Dzmitry lab 2014 PRL在內的一系列論文啟發（讓我立刻回去讀了實驗室的老論文）、已經逐步用RF mixing解決，後者則是一直以來都可以透過Bield Field Gradiant 做到，而尖端實驗室愈來愈爐火純青讓人歎為觀止了．即使雷射是非常精妙有趣的工具，不過比RF 還要貴和難以維護是事實，所以如果Laser-free路徑發展的速度比雷射工藝快，那對於整個離子井量子計算來說也絕對是好事．

Hyread推薦與閱讀紀錄

在粉絲團介紹HyRead這款電子圖書館與電子書閱讀器，獲得相當不錯的回應，能夠幫助到同在異鄉的台灣人（或是你單純只是想省錢）感覺真好，想要透過借書取代買書的省錢方法是人之常情（至少我自己在離開台灣前往星國前，家裡總是會有一櫃借來的書XD），當然偶爾仍舊要花錢支持出版社，收藏值得反覆閱讀的好書，例如上圖的「自由窄廊」和「文明源代碼」在我閱讀後都肯定是值得收藏的優秀作品．

這段從半封城道解封的時間，我看了「三樓書記室的暗號」：北韓駐英國公使脫北後的紀錄與半自傳，對於理解列寧黨機器和極權國家如何運作提供了細節和洞見，值得推薦．「21世紀的21堂課」說實話在格局上並未超過「人類大歷史」和「人類大命運」，不過如果從是未讀過哈拉瑞作品的朋友，那這本書也會讓人獲得不少啟發．

當然提到能夠提供對於人類文明洞見的未來學，Google 工程總監Ray Kurzweil 的奇點鄰近絕對是其中翹楚，本書影響我世界觀極深，部落格名稱的「奇點」是指涉他書中的科技奇異點，英文網域的2045也象徵著奇點之年，上個月我終於重新閱讀奇點鄰近並寫下摘要與大家分享．

生活紀錄：

我的第三次直播星國生活百態直播和受邀去到去中心化金融(DeFi)讀書會談Zapper算是這段時間比較有趣和特別的活動，因為半封城什麼地方都不能去（除了買食物和生活用品之外基本上不會出門），就是在家看書和線上學習（註），除了少數戴口罩的行人和送餐快遞，斷路器時期路上常常是一片寂靜；過去半重啟的一個月也主要都是在工作，除了一次桌遊外也不敢做什麼群體活動，主要都是在回味兩個月沒吃的各種餐廳，恍如隔世，半重啟時間內讓人印象深刻的活動也都是線上聚會，Bitcoin Pizza日買張Pizza 共襄盛舉紀念這里程碑；「台灣人在NUS」今年有大量新生所以線上迎新也辦得非常成功和盛大：）

註：修理東西也是自我學習精進，剛搬家就是會各種東西壞掉，房東提供的椅子壞掉、從學校宿舍搬出來的PC GPU風扇壞掉，這樣除錯的過程也順便讓我發現星國的客制電競PC比台灣的原價屋貴上三成…

出門買東西發現路上都沒人的斷路器時期

特別值得紀錄的是我終於理解了JOJO的魅力，在兩個月的時間逐步把星塵鬥士篇章給接近看完，完全理解他是部鬥智題材作品，魅力強大擁有眾多粉絲創造了整個次文化群體非常合理，我終於開始理解這經典台詞和神奇站姿（並且想要模仿LOL

歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉歐拉

Podcast推薦：生活調劑與增廣見聞

在這兩個月內，由於健身房沒有開的緣故，所以我就改成在住處與學校附近散步、騎腳踏車（Obike/摩拜倒閉之後星國出了新的共享單車平台）到較遠的地方散心．在這個過程中很喜歡聽段Podcast學習新知，其中我最喜灣的英文長篇節目是以下三個（註）

Singularity101:若你曾經「思考未來科技如何改變社會和人類自身」，那這個超人類主義/奇點主義Podcast 絕對會符合你的胃口，不論是認為「能夠活到1000歲的人已經出生」之Aubrey de Grey、或是「人類文明將在本世紀做出常溫超導體、邁向行星文明」的Michio Kaku、還是（之前已經提過）「2045科技奇點點即將到來，矽基智慧將遠比碳基智慧重要」的Ray Kurzweil都是座上賓，絕對會找到腦洞大開但是又讓人深刻思考的單元：）

Constitutional:在研究美國政治現況（乃至於其如何影響世界政治秩序時），理解其憲法內容與如何動態演化是很重要的切入點，和「獨立宣言」、「權利法案」並列的憲法本文在歷史上有各衝突，而後如何進步往前是非常有趣和充滿張力的故事．華盛頓郵報這個Podcast的品質非常讓人驚艷，立場偏向現代自由派不過絕非基本教義派，是充滿著對歷史的洞見．

Bankless:雖然網際網路賦予了人們自由傳遞資訊的管道，但是其並沒有原生金流．透過R.S.A 和David Hoffman 我們能夠深度理解ETH 區塊鏈上的DeFi（去中心化金融）進展，從中你將會理解如何從緩慢不透明的巨大現代金融機構（與中央銀行）手中拿回自主權，做到無需信任/去中心化的儲蓄、借貸、槓桿、保險、期權，是我每週期待的DLT（去中心化帳本科技） Podcast

註：現在中文Podcast 推薦的相關很多，我也不會找到什麼太特別的節目，不過還是點名一下「科技島讀」、「大人學的Small talk」、「區塊勢」給大家看看．

復工進度：

實驗室從4/6關閉將近兩個月到6/4重啟後，就要開始面對系統需要維護的窘境（我第一天早上去打開每個插頭開關就有電路板燒掉…），因為這個半復工的一個月我都是上午班7AM-1PM，通常是我上午去推進一點實驗進展，紀錄一堆問題，然後下午讓博後Chihuan除錯，目前最主要的問題是我們有一台昂貴且必要的雷射在使用15年後壽終正寢（這雷射比我們實驗室和cqt都還老），所以我們可以1) 買台一樣貴的雷射等上幾個月2)拼一台新的簡單雷射，到處收集材料做出可以在一個月內做出來 3)找尋現有雷射可以達到的能階來獲得我們要的衰變路徑，博後的計畫是2)，不過聰明的老闆Dzmitry選擇路徑3)從大量能階中找到了一條譜線，有望讓我們省下時間和努力，而且根據過去一週實測確實沒有問題！希望所有雷射都正常別出毛病，下週能找回相關參數開始收集資料完成這個實驗．