Udemy – Curso Quantum Computing for the Absolute Beginner

Breve avaliação do curso sobre Quantum Computing na Udemy. https://www.udemy.com/qc101-introduction-to-quantum-computing-quantum-physics-for-beginners/

Fiz o curso a fim de aprender um pouco mais sobre o tema, e também testar a plataforma de ensino.

Pontos positivos:

Explicações bastante didáticas, vídeos muito bem feitos pelo instrutor.

Explicação simples e esclarecedora sobre criptografia quântica (ou melhor, porque esta é inquebrável por natureza).

Tem poucas fórmulas, é realmente uma introdução.

Mostra os pontos principais, e dá um gostinho de portas lógicas quânticas.

Outra muito coisa legal é que usa o Visual Studio Q# (um simulador) e faz uma demonstração do IBM Q experience, este sim um verdadeiro computador quântico.

Pensando numa aplicação corporativa, há um certificado no fim do curso. Isto é bom, porque a coisa mais comum desses cursos on-lines é abandoná-los no meio.

Pontos negativos:

Não há exercícios entre as aulas ou avaliações ao final do curso.

Este curso específico é em inglês, porém, sei que há cursos em português na plataforma.

Como é uma introdução muito básica, não entra nem nos algoritmos mais conhecidos de Deutsch-Jozsa, Grover ou QFT.

Conclusão:

Cumpre aquilo à que se propõe, ser uma introdução dando uma profundidade mínima no tema.

Tem 3,5 h de vídeo e custou R$ 40. Valeu cada centavo investido, porque um conteúdo gratuito (Youtube, por exemplo) não tem tanta qualidade, e além do que foi muito barato.

Nível hard

Para explorar num nível very hard, tem que ir para livro físico mesmo:

Quantum Computation and Quantum Information, Nielsen & Chuang

Explorations quantum computation – Collin Williams

Feynman Lectures on Physics – vol III – Richard Feynman

Alguns recursos para aprofundar em Data Science

A ciência de dados vai se tornar cada vez mais importante no dia-a-dia profissional.

A grade universitária em geral encontra-se no século passado. Não dá para comparar com a quantidade e velocidade de transformação. Felizmente, há diversas opções on-line surgindo.

Algumas recomendações, para desenvolvimento profissional.

A EDX (https://www.edx.org/) oferece vários cursos introdutórios, a preços bastante acessíveis.

Stanford e MIT têm versões on-line de aulas em geral: https://www.stanford.edu/ http://web.mit.edu/

A Kaggle (https://www.kaggle.com/) oferece diversos desafios de data science. Há um ranking com o desempenho, e os melhores trabalhos ganham uma premiação.

Num nível mais hard, a Udacity tem nanodegrees (pagos e caros), num nível bem alto, sobre temas como carros autônomos, por exemplo.

O MIT professional é mais caro ainda, esse ainda não testei.

e O INFORMS tem uma certificação em Analytics, o CAP (https://www.certifiedanalytics.org/). É, no mínimo, um guia para estudos e uma prova para testar os conhecimentos. No BR, não é algo muito famoso. Até porque o que vale é fazer o trabalho,  e não ter certificados.

Outra dica é criar um perfil no Github, e se acostumar a publicar bons trabalhos e pesquisar sobre outros existentes.

E um perfil no LinkedIn, rede para conexão de profissionais. 

Uma boa ideia é as empresas pagaram alguns cursos básicos para o pessoal com aptidão e fome analítica. É barato e dá um incentivo positivo para o desenvolvimento destes e da companhia.

Mais dicas? Favor postar nos comentários.

Experimento da dupla fenda – faixa do vermelho

O experimento da dupla fenda, realizado 200 anos atrás por Thomas Young, é um dos marcos da física e um dos experimentos mais importantes da história.

O melhor, é que dá para fazer ele em casa. O primeiro post foi descrito aqui.
https://ideiasesquecidas.com/2018/06/17/o-experimento-da-fenda-dupla/

Devido ao padrão de interferência da luz, o resultado é uma espécie de linha tracejada (positivos se reforçando e pontos negativos e positivos se anulando).

Provocado por um comentário (do leitor Pedro Arka), resolvi fazer o experimento com duas cores de laser: um verde e um vermelho.

O ideal era fazer um lab física de verdade, medindo o tamanho entre cristas do laser. Mas isso é profissional demais e dá trabalho demais, tira a graça de fazer o mesmo em casa. A pergunta a ser respondida aqui é: qual o laser que dá a maior distância entre tracejados?

Fiz o experimento – e fazer na prática dá trabalho, há muita coisa que atrapalha o mesmo (como as minhas 3 filhas querendo brincar com o laser, por exemplo).

Mas, a duras penas, cheguei as fotos abaixo.

As fotos para vermelho e verde foram tiradas contra uma parede mais longe, o zoom da câmera é o mesmo para ambos.

Agora, em uma parede mais próximas, o mesmo zoom.

Outro fator é que o laser verde é mais forte do que o vermelho, em termos de hardware (o vermelho comprei num camelô, o verde comprei no AliExpress e paguei bem mais caro).

Mas, mesmo assim, parece que o verde tem espaço menor entre tracejados, e por isso, mais tracejados na foto.

Agora, vejamos a teoria.

Segundo a Wikipedia, esses são os comprimentos de onda do verde e vermelho.

Color Wavelength Frequency Photon energy

Green 500–565 nm 530–600 THz 2.25–2.34 eV
Red 625–740 nm 405–480 THz 1.65–2.00 eV

E essa é a fórmula para a distância entre cristas. Fonte: https://study.com/academy/lesson/double-slit-experiment-explanation-equation.html

O que interessa nela é que d (distância entre cristas) é diretamente proporcional ao comprimento de onda. Ou seja, quanto menor o comprimento de onda, menor a distância entre cristas. O resto dos parâmetros diz respeito ao número da crista, a relação entre a distância entre fendas e a distância para a parede, etc, que são iguais para ambos os lasers. Portanto, o verde realmente tem distância menor – ou seja, não conseguimos invalidar 200 anos de física ótica com nosso experimentozinho…

Deixando as fórmulas de lado, é legal interpretar fisicamente. O comprimento de onda é a distância entre os picos da onda. Então, se imaginar o pico como traço e o vale como espaço em branco, dá um tracejado. O vermelho é um tracejado maior do que o verde.

Sobre o contexto. Isaac Newton, aquele mesmo, postulou que a luz é composta por minúsculas partículas. Isto explicaria porque a luz não faz curvas, por exemplo.

Thomas Young foi um sujeito genial, que concebeu o experimento da fenda dupla para contrapor Newton, e provar que a luz era uma onda. Havia vários outros indícios disto, como por exemplo, a difração (mudança de direção) da luz na água.

Pois bem, a luz foi considerada uma onda desde Young, até Albert Einstein publicar em 1905 um paper sobre o efeito fotoelétrico, que só poderia ser explicado se… a luz fosse uma partícula! A luz é meio esquizofrênica, ora partícula, ora onda.

Anos depois, Louis De Broglie postulou algo mais maluco ainda. Não era apenas a luz que apresentava tal comportamento dual, mas toda a matéria!

O experimento da fenda dupla também evoluiu, de forma muito esquisita. Os cientistas tentaram enviar disparos fóton a fóton, ou melhor elétron a elétron, só que mesmo assim a interferência ocorria. Era como se o elétron interferisse com si mesmo. Mas o bizarro mesmo era quando os cientistas tentaram medir qual fenda o elétron escolhia. Neste caso, a interferência era destruída, ou seja, quando observada, o elétron se comporta como partícula!

Ou seja, passada toda a história da civilização, ainda assim estamos longe de saber o que é a luz. E, um experimento tão simples como o mostrado foi um dos precursores dessas discussões todas.

Nota: Li num livro do Robert Greene sobre a Pedra de Rosetta, trazida do Egito por Napoleão e toda a corrida científica para decifrar os misteriosos hierógrifos dos faraós. Pois bem, no livro narrava a história de um certo Thomas Young que conseguiu traduzir a pedra. Ora, o Thomas Young que decifrou os hierógrifos é o mesmo Thomas Young do experimento da fenda dupla, mostrando o quão genial era o rapaz.


Ideias técnicas com uma pitada de filosofia

https://ideiasesquecidas.com/

Feynman, Russell e Filosofia

Três indicações nerds ao quadrado: quadrinhos sobre grandes cientistas e pensadores!

1) Feynman: História em quadrinhos sobre o grande físico Richard Feyman. Ele é um gênio cult, escreveu diversos livros não só sobre física mas sobre histórias interessantes de sua vida – e tais quadrinhos são baseados nestas.

Ele tem uma série de aulas, “Feynman lectures on physics”, publicadas em formas de vídeo e livros. Lendo essas, a principal mensagem que aprendi foi que a física, um edifício enorme e sólido, pode ser contestada no seu nível mais básico! Ninguém sabe o que é energia, por exemplo.

2) Logicomix: História em quadrinhos baseada no filósofo inglês Bertrand Russell, talvez uma das pessoas mais inteligentes da história! A narrativa é sobre a sua busca das fundações primárias da matemática, quase a busca pela verdade absoluta.
Em seu caminho, Russell encontra outros grandes como o matemático George Cantor, o filósofo Ludwig Wittgenstein, e, é claro, o lógico Kurt Godel, que com seus Teoremas da Incompletude derruba todo o trabalho de Russell.

Um detalhe. Um dos autores, Christos Papadimitriou, tem vários livros técnicos, como um de Otimização Combinatória e outro de algoritmos.

3) Cartoon introduction to Philosophy: narrativa gráfica sobre diversos filósofos, desde os pré-socráticos até os tempos modernos. É muito interessante ver em desenho conceitos como “Entro no mesmo rio, porém é tudo diferente: eu mudei e o rio mudou”.

O terceiro livro só tem via digital. O segundo, Logicomix, é simples de encontrar numa livraria. O primeiro, Feynman, comprei na Liv. Cultura do Conjunto Nacional. Recomendo comprar os livros físicos, enquanto as grandes livrarias ainda existem.

Trilha sonora do post. Cássia Eller, Por enquanto, música da Legião Urbana.

Links:

Ideias técnicas com uma pitada de filosofia:

https://ideiasesquecidas.com/

https://www.livrariacultura.com.br/p/ebooks/ciencias-exatas/fisica/feynman-107256233

O primeiro livro de matemática do Brasil

 

Ganhei um belo presente do meu amigo Marco Antônio Lima de Prado.

 

É uma reprodução do primeiro livro de matemática do Brasil, que escaneio aqui. A fonte é uma apostila do prof. Prandiano, responsável pelo Museu da Matemática, em São Paulo.

 

Prandiano.jpg

 

Este espaço não dá retorno financeiro, mas muito retorno em termos de fortalecimento de laços e de ideias.

Obrigado, Marco.

 

 

Como resolver o Cilindro mágico

O “cilindro mágico” é como se fosse o cubo mágico, mas em forma de cilindro.

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Nota: Na verdade, não sei o nome verdadeiro deste. Além de ter jogado fora a caixa, esta estava em chinês. Mas “cilindro mágico” é autoexplicativo. Comprei na praça da Liberdade, em São Paulo.

Totalmente bagunçado fica assim:

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Pode parecer meio assustador, mas é quase isomórfico ao cubo de Rubik normal.

É 3x3x3, com uma peça de centro fixa por lado, quatro peças de borda por lado e as oito peças de canto.

Só há duas pegadinhas (que são quase spoilers), que vou colocar aqui.

Pré-requisito: saber resolver o cubo de Rubik – há tantos tutoriais para isto que nem coloco aqui.

Passo 1: fazer a tradicional “cruz”.

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Passo 2: Arrumar um dos lados.

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Passo 3: Arrumar as peças da camada do meio (todos esses passos têm os seus próprios algoritmos).

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Passos 5 e 6: arrumar as peças de borda e canto da última camada:

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Porém, note que mesmo fazendo tudo certo, ocorreu um erro que não ocorreria no Rubik. Duas peças trocadas de posição (no Rubik, ocorrem combinações de três peças trocadas)

Enigma 1: Por que há duas peças trocadas?

Brincando um pouco mais, há outra situação que pode ocorrer. Apenas uma peça trocada.

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Enigma 2: Como é possível ter apenas uma peça trocada?

A resposta está nas simetrias do problema. Sugiro que o leitor tente encontrar ambiguidades nas posições do cilindro mágico em relação ao cubo mágico, antes de prosseguir.

Resposta do enigma 1: As duas peças trocadas ocorrem porque há uma simetria difícil de perceber. A peça curva pode estar à direita ou à esquerda da peça de borda. Na foto abaixo, a peça curva vermelha e branca está à direita da peça de borda vermelha e branca.

O correto no caso específico deste cubo é a peça curva estar à esquerda da peça de borda correspondente.

Só olhando para aparência, não é evidente que a peça de canto circular deve estar à direita ou à esquerda.

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No Rubik, isto não acontece, porque a peça de canto tem três cores, forçando que não haja ambiguidade na posição da peça.

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Resposta do enigma 2: A peça de borda (a circular) da camada do meio pode estar virada para a direita ou para a esquerda.

Como assim?

No Rubik, a peça de borda (circular) da camada do meio tem duas cores, forçando que a orientação desta esteja correta.

No cilindro, a peça tem apenas uma cor, então podemos estar colocando esta de “cabeça para baixo”. Solução: jogar ela para baixo, girar 90 graus, colocar ela de “cabeça para cima” e rearrumar a última camada do cubo.

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Lembrando que é necessário saber resolver o cubo normal para entender minimamente o que está descrito aqui.

Este cubo é bem legal, porque ao mesmo tempo é fácil de resolver para quem entende o cubo normal, mas tem um elemento levemente complicador para servir de desafio.

Vide também:

https://ideiasesquecidas.com/cubos-magicos/

Poliedros Mágicos – Apresentação de outros cubos possíveis e impossíveis, além do cubo de Rubik tradicional.

Dodecaedro mágico

Cardióides circulares

Cardióides circulares são figuras como as seguintes.

ccard01

 

É outra maneira de desenhar essas formas, em contraste com a versão linear apresentada em post passado:

CardiodLin.png

Fiz uns programinhas interativos no Javascript – pacote D3, para brincar. Segue links:

 

Implementação de Cardióides circulares:

https://asgunzi.github.io/CircularCardioids

 

Implementação de Cardióides lineares:

https://asgunzi.github.io/Cardioids/

 


 

Como traçar esses cardióides circulares no braço?

 

Comece dividindo um círculo em N pontos:

 

cardexp01.jpg

Depois, tome um ponto focal de referência (no caso, é o ponto mais à direita).

Trace um círculo com centro no primeiro ponto e raio tocando o ponto de referência:

cardexp02.jpg

A seguir, faça o mesmo com o segundo ponto:

cardexp03.jpg

E assim sucessivamente:

cardexp04.jpg

Até completar todo o círculo.

cardexp05.jpg

 

Mudando o ponto focal e o número de pontos, tenho várias versões para brincar:

ccard02.jpg

ccard04.jpgccard03.jpg

 

Novamente, seguem os links para manipular tais curvas:

Implementação de Cardióides circulares:

https://asgunzi.github.io/CircularCardioids

 

Implementação de Cardióides lineares:

https://asgunzi.github.io/Cardioids/

 

E há uma versão em Excel também:

https://ferramentasexcelvba.wordpress.com/2018/09/02/mil-cardioides-no-excel