Podcast mit Anisha Musti

Mein heutiger Gast ist Anisha Musti, eine 16-jährige Gymnasiastin, Gründerin und CEO von Q-munity, das die nächste Generation von Quantenfachkräften aufbaut. Anisha und ich sprechen über das beste Alter, um mit dem Unterrichten von Quantencomputern zu beginnen, was beim Aufbau einer Quantenbelegschaft noch fehlt und vieles mehr.

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Yuval: Hallo, Anisha. Und danke, dass Sie heute bei mir sind.

Anisha: Ja. Danke, dass ich dabei sein durfte.

Yuval: Also, wer sind Sie und was machen Sie?

Anisha: Ich heiße Anisha. Ich bin eine 16-jährige begeisterte Quantencomputerin. In meinem Enthusiasmus habe ich ein paar Dinge getan. Ich bin Praktikantin an der NYU in ihrem Labor für Quantenmaterialien. Ich war auch Praktikantin an der UC Berkeley, aber vor allem bin ich die Gründerin und Geschäftsführerin einer Organisation namens Q-munity, einer Organisation zum Aufbau der nächsten Generation von Quantenarbeitskräften. Wir konzentrieren uns darauf, vor allem jüngere Menschen im Bereich des Quantencomputings auszubilden.

Yuval: Wie früh sollte man anfangen, Quantencomputing zu lernen?

Anisha: So früh wie möglich. Auf jeden Fall früher als das, was die Leute im Allgemeinen jetzt lernen. Normalerweise fangen die Leute heute schon im Grundstudium an. Und das ist ein absolutes Nein, nein. So kann es nicht weitergehen. Wir wollen mindestens auf der Highschool-Ebene beginnen, und wir glauben, dass es sogar noch früher gehen kann. Aber die High School ist die erste Hürde, die wir jetzt in Angriff nehmen wollen.

Yuval: Ich erinnere mich, dass ich mir das Buch von Tom Wong über Quantencomputer angesehen habe. Ich glaube, es heißt "Classical and Quantum Computing". Und er verlangt, glaube ich, Trigonometrie als Hintergrund. Man muss keine lineare Algebra kennen. Man muss auch keine Matrixberechnungen beherrschen. Halten Sie das für ein angemessenes Niveau für den Anfang, oder würden Sie lieber noch früher anfangen?

Anisha: Ja, ich meine, ich denke, man kann sogar noch früher damit anfangen. Ich glaube nicht, dass es sehr schwierig ist, mit Trigonometrie anzufangen, denn in den meisten Highschools lernt man das im ersten oder zweiten Jahr, also in den ersten paar Jahren der Schulzeit. Es ist also definitiv ein vernünftiger Ausgangspunkt, weshalb sein Buch eine gewisse Popularität erlangt hat. Aber ich glaube, dass man mit theoretischen Dingen und Informatik sogar noch früher anfangen kann.

Yuval: Nehmen wir an, ich wäre ein Schulanfänger.

Anisha: Ja, so habe ich mit Quantum angefangen. Ich war im ersten Jahr an der High School, als ich mit Quantum anfing.

Yuval: Sehr gut. Und da Sie mich sehen können, während wir das aufnehmen, können Sie sehen, dass ich nur ein paar Jahre davon entfernt bin. Aber nehmen wir mal an, ich bin ein Gymnasiast und Sie haben mich entweder für das Quantencomputing begeistert oder ich habe irgendwo gelesen, dass das wirklich cool ist. Was ist das erste, was Sie mir beibringen werden? Ist es, was ein Qubit ist oder wie man sie zusammensetzt? Wie fange ich an?

Anisha: Ja, ich meine, ich kann ehrlich gesagt aus eigener Erfahrung sprechen. Als ich ein Neuling in der High School war, kannte ich im Grunde nur die einfachsten Algebra-Konzepte. Und ich habe mich darauf konzentriert, dass die Mathematik nicht wirklich mit den Quanten konkurriert. Vieles wurde mir quasi als Postulat vorgestellt, so nach dem Motto: "So funktioniert es." Nicht wirklich: "So kann man es nutzen." Oder: "So kann man es implementieren." Ich verstehe, dass das für viele Leute ziemlich sinnlos ist. Es ist wie: "Warum bringen Sie jemandem etwas bei, wenn er nicht in der Lage ist zu verstehen, wie es genau funktioniert, und wenn er nicht in der Lage ist, darauf aufzubauen?"

Aber wenn es darum geht, sie auf die Quantenarbeitskräfte vorzubereiten, diese theoretischen Konzepte zu erklären, wie das Doppelspaltexperiment, all diese verschiedenen Dinge zu erklären, die passiert sind, was ein Qubit ist, was Spin ist. Diese Dinge bereiten sie wirklich darauf vor, dass sie, wenn sie dieses mathematische Wissen erlangen, und selbst wenn sie später an der Universität mit der Quantentheorie in Berührung kommen, es nicht das erste Mal ist, dass sie davon hören. Es ermutigt sie also, diese Karriere zu verfolgen.

Und das ist die Art und Weise, wie wir die Sache betrachten. Wir wissen, dass Mathematik für die Umsetzung und den Aufbau sehr wichtig ist, aber die Umsetzung und der Aufbau sind nicht der wichtigste Schritt, um Menschen dazu zu bringen, Quantenwissenschaften als Karriere zu verfolgen.

Yuval: Aber für einen High-School-Schüler, auch hier, jenseits des Potenzials, wollen sie wahrscheinlich ein Quantenprogramm schreiben, das etwas Cooles macht.

Anisha: Ja.

Yuval: Ich erinnere mich, als ich mit Quantencomputing anfing, habe ich mir die Q#-Tutorials angeschaut und sie sagten: "Oh, so kann man einen achtseitigen Würfel machen und im Grunde drei Qubits nehmen und sie dann messen" und so weiter. Und das ist eine Menge Arbeit, nur um eine Zufallszahl zwischen null und sieben zu erhalten. Was ist also die coolste Sache, die man tun kann, ohne die ganze mathematische Basis zu haben und so weiter?

Anisha: Ich meine, viele Dinge. Ich weiß, dass ich im ersten Studienjahr einen Algorithmus entwickelt habe, der Daten über Lungen mit Parkinson-Krankheit aufnahm und ihre Stimmmerkmale mithilfe von maschinellem Lernen analysierte, um festzustellen, ob sie daran leiden oder nicht. Und zu diesem Zeitpunkt hatte ich keinerlei mathematische Kenntnisse. Und das ist eben die allgemeine Natur der Informatik. Ich weiß, dass es schwierig ist, aber es ist auf eine andere Art und Weise schwierig. Und viele Studenten sind heute mit der Informatik aufgewachsen. Sie haben schon in der Mittelschule Kurse besucht, um etwas über Informatik und ihre Funktionsweise zu lernen. Wenn es also um wirklich schwierige Probleme geht, selbst wenn es sich um Quantencomputer handelt, ist das immer noch ein Thema für sie.

Yuval: Ausgehend von Ihrer Erfahrung mit Quantencomputern, was fehlt Ihrer Meinung nach noch, abgesehen von größeren Computern, die weniger Rauschen und eine höhere Kohärenz aufweisen? Aber was brauchen Sie als Quantencomputer-Enthusiast, um bessere Programme zu entwickeln?

Anisha: Ich denke, das fehlende Stück... Fragen Sie also eher nach der Ausbildung und dem Aufbau von Arbeitskräften? Oder nach dem, was wir denken, was uns technisch fehlt?

Yuval: Sie können gerne beides beantworten, wenn Sie wollen.

Anisha: Okay, perfekt. Also, ich bin nicht die beste Person, um zu beantworten, was technisch fehlt. Ich weiß ein wenig, weil ich nur gelesen habe, aber offensichtlich stehe ich noch ganz am Anfang meiner Karriere. Ich denke, dass andere Leute vielleicht bessere Antworten haben, aber ich denke, dass es im Moment viel mit den Fehlerkorrekturraten von Qubits zu tun hat und damit, dass man sie größer skalieren kann. Das ist, wie gesagt, nicht mein Fachgebiet. Ich kann ehrlich gesagt nicht mehr erklären als das. Das ist nur das, was ich weiß, was ich beim Lesen und bei Veranstaltungen gehört habe.

Aber wenn es um die Bildung geht, fehlt es meiner Meinung nach wirklich an einer frühzeitigen Integration in die Schulen. Ich halte es für erstaunlich, Menschen dazu zu bringen, sich außerhalb der Schule mit Quanten zu beschäftigen, und zwar als außerschulische Aktivität. Aber es gibt einen gemeinsamen Nenner aller Highschool-Schüler, und zwar, dass sie in der Highschool sind. Die einzige Möglichkeit, die meisten dieser Schüler wirklich zu erreichen, ist also die High School selbst. Und man hat begonnen, in der Schule andere Arten von Teilbereichen der Informatik und der Naturwissenschaften zu lernen. Es gibt jetzt Coding-Clubs, in denen man über maschinelles Lernen spricht. Es gibt Robotik-Clubs. Es gibt verschiedene Dinge, mit denen man sich mit Teilbereichen verschiedener Felder beschäftigen kann.

Aber das gibt es für das Quantencomputing noch nicht. Diese Infrastruktur ist nicht vorhanden. Wenn man Quantencomputing lernen will, gibt es Kurse. Es gibt Bücher, aber die sind immer schwieriger, Studenten zu erreichen, weil es eine finanzielle Barriere gibt. Es gibt eine logistische Barriere. Es gibt so viele andere Dinge, die auftauchen. So kann ein Student in Indien aufgrund von Zeitzonen, finanziellen Einschränkungen und all diesen Faktoren nicht immer an unseren Kursen teilnehmen. Aber wenn wir die Kurse in ihre Schule bringen, wo alle Schüler sind, dann fällt dieses Hindernis weg und sie werden in das Bildungssystem integriert. So haben sie einen größeren Anreiz zur Teilnahme, und Sie erreichen Schüler, die sonst vielleicht nicht interessiert wären.

Oft stürzen sich Studenten in etwas hinein und merken nicht einmal, dass es für sie interessant ist. Ich weiß, dass ich, bis ich zufällig erfuhr, was Quantum ist, dachte, ich würde Anwalt werden. Das war es, was ich wirklich dachte. Ich dachte: "Ich bin kein MINT-Mensch. Ich werde Anwalt." Und dann habe ich mich zufällig in die Quantenwissenschaften verliebt, weil ich zufällig darüber gestolpert bin. Aber wenn ich nicht zufällig darauf gestoßen wäre und mir jemand gesagt hätte, ich solle an einem Quantencomputer-Sommercamp teilnehmen, wäre ich nie interessiert gewesen. Das ist es also, was wir für die Zukunft anstreben: Wie können wir diese Technologie dorthin bringen, wo die Menschen bereits sind?

Yuval: Sie haben erwähnt, dass Sie ein Unternehmen leiten, Q-munity, richtig, wenn ich mich recht erinnere?

Anisha: Ja, Q-munity.

Yuval: Wie viele Menschen haben Sie durch dieses Unternehmen kennengelernt?

Anisha: Ja. Diese Frage bekommen wir oft gestellt, und ehrlich gesagt ist es schwer, genau zu messen, wie viele Menschen man berührt hat, weil wir so viele verschiedene Initiativen durchgeführt haben, dass die Zahl immer schwer zu bestimmen ist. Wie definieren wir den Kontakt? Sind es nur Menschen, die unsere Programme, Kurse usw. besucht haben? Aber wir würden die Zahl auf etwa 15.000 Personen schätzen, wenn man die Größe unserer Mailingliste berücksichtigt, die in der Regel aus früheren Anmeldungen zu Veranstaltungen besteht, sowie die Größe unserer Discord-Community, unseres Twitter- und Instagram-Accounts und so weiter. Das ist ungefähr die Zahl, die wir schätzen würden.

Yuval: Welche Art von Veranstaltungen führen Sie durch?

Anisha: Also, wir haben Workshops, Hackathons und eine Konferenz veranstaltet. Wir starten gerade unsere High School Fellowship-Initiative, ein Programm, bei dem wir High School-Schüler mit Forschern aus der Industrie zusammenbringen, weil das Bauen eine großartige Möglichkeit ist, etwas zu lernen, und man mit der Theorie nur so weit gehen kann. Und obwohl es großartig ist, eine kleine Einführung in die theoretischen Konzepte der Quanteninformatik zu bekommen und die Schüler zu begeistern, ist der nächste Schritt der Bau. Und das ist eine erstaunliche und wirklich effektive Art zu lernen. Wir versuchen also, sie mit Mentoren zusammenzubringen und das zu tun. Das ist also unser aktuelles Programm.

Yuval: Was wollt ihr werden, wenn ihr groß seid? Wird dir das oft gesagt?

Anisha: Ja, das höre ich sehr oft. Und ich meine, wahrscheinlich ein Quantenwissenschaftler. Wenn ich ehrlich bin, deutet alles auf diese Richtung hin. Aber ich stehe erst ganz, ganz am Anfang meiner Karriere. Ich war noch nicht einmal auf dem College, und ich liebe Physik. Ich liebe die Informatik, und ich werde höchstwahrscheinlich eine Laufbahn einschlagen, bei der sich diese beiden Bereiche überschneiden. Ich kann mir also wirklich kein besseres Gebiet als Quantencomputer vorstellen. Aber ja, so weit bin ich schon.

Yuval: Hast du vor, zu studieren?

Anisha: Ja, auf jeden Fall. Ich möchte auf jeden Fall MINT, Informatik und Physik in größerem Umfang betreiben. Und ich denke, obwohl ein Hochschulstudium für viele Berufe nicht notwendig ist, denke ich, dass der Beruf, den ich anstrebe, dies auf jeden Fall in Betracht zieht.

Yuval: Und was ist deine Traumuniversität, auf die du gehen möchtest?

Anisha: Ich bin gerade erst in der Oberstufe. Ich weiß es also noch nicht. Du solltest dich in sechs Monaten bei mir melden, vielleicht habe ich dann eine Antwort, aber jetzt noch nicht.

Yuval: Verstanden. Erzählen Sie mir etwas über das Projekt des maschinellen Lernens für Quanten, wenn Sie können. Haben Sie einen Rahmen für maschinelles Lernen für Quanten verwendet, oder war es etwas, das eher von unten nach oben ging, fast auf der Ebene des einzelnen Qubits?

Anisha: Ja, wir haben... Ich weiß nicht, warum ich "wir" sage. Wir haben uns so daran gewöhnt, so zu reden. Ich habe das vor ein paar Jahren gemacht. Es war eine Quanten-Support-Vektor-Maschine. Die Support-Vektor-Maschine war ein bestehendes Framework für maschinelles Lernen, das bereits in den Bibliotheken für maschinelles Lernen vorhanden war. Und alles, was ich getan habe, war, das maschinelle Lernen auf einen Quantenschaltkreis zu übertragen. Und da gibt es eine Menge Material, das online existiert. Ich habe also viele Beispiele aus der Vergangenheit herangezogen und versucht, diese Konzepte auf eine Support-Vektor-Maschine anzuwenden. Als das geschehen war, habe ich einen Teil des Algorithmus entwickelt, der Sprachmerkmale aus der Spracheingabe der Menschen extrahiert und diese Sprachmerkmale wie Tonfall, Zittern und andere Merkmale der Stimme extrahiert und sie dann in der Unterstützungsvektormaschine verwendet, die jetzt auf den Quantenschaltkreis abgebildet ist. Wir waren in der Lage, die Parkinson-Krankheit zu erkennen.

Yuval: Wie gut?

Anisha: Ich glaube... Oh mein Gott, das ist schon so lange her. Ich glaube, es waren 75, 80 %. Es war nicht wirklich so genau. Aber ich glaube, für mich war es eher ein Beweis: "Wow, das kann eine Sache sein. Das kann tatsächlich funktionieren." Und wenn Quantencomputer effektiver und effizienter werden, was sie heute wahrscheinlich schon sind, als vor drei Jahren, dann wird die Genauigkeit natürlich zunehmen.

Yuval: Und womit haben Sie es gemacht? War es auf einem Simulator? Oder auf einer Glühweinmaschine?

Anisha: Ich habe es also auf dem Quantencomputer von IBM laufen lassen.

Yuval: Verstanden. Sehr gut. Welches sind die wichtigsten Newsletter, Konferenzen oder Websites, die Sie verfolgen, um über Quantum auf dem Laufenden zu bleiben?

Anisha: Twitter ist ein großartiges Instrument dafür. Ich bin stolz, sagen zu können, dass ich es auf Quantum Twitter geschafft habe. Meine Timeline ist voll mit lustigen Tweets und Nachrichtenartikeln. Wenn ich da durchscrolle, bekomme ich ehrlich gesagt einen ziemlich guten Eindruck von allem, was gerade passiert. Darüber hinaus verfolge ich nicht wirklich etwas anderes. Ich denke, das reicht völlig aus. Es deckt so ziemlich alles ab.

Yuval: Perfekt. Also, Anisha, wie kann man mit Ihnen in Kontakt treten, um mehr über Ihre Arbeit zu erfahren?

Anisha: Ja, also ich habe eine persönliche Website, www.anishamusti.com. Wenn du meinen Namen in diesem Podcast siehst, ist das so ziemlich die .com. Und wenn Sie dort sind, finden Sie mein Portfolio, ein wenig über mich, und Sie können auch Links zu meinen anderen sozialen Medien finden. Also, mein LinkedIn, mein Twitter und so weiter. Ich würde also empfehlen, die Website zu besuchen.

Yuval: Perfekt. Nun, vielen Dank, dass Sie heute bei mir waren.

Anisha: Ja. Nochmals vielen Dank, dass ich dabei sein durfte.