0
nézetek
Bevezetés a kvantumszámítástechnikába – tanfolyam 12 160 RUB. tól Nyílt oktatás, képzés 18 hét, körülbelül heti 7 óra, 2023. november 28.
Vegyes Cikkek / / November 29, 2023
A kurzus fő célja, hogy megismertesse a hallgatókkal a fizika és a számítástechnika metszéspontjában lévő, gyorsan fejlődő tudomány és technológia területét - a kvantumszámítást. Az elmúlt években a kvantumszámítástechnikai eszközök fokozatosan elhagyják a fizikai laboratóriumokat, és alkalmazott fejlesztésekké válnak, amelyeket a világ vezető informatikai cégeinek K+F részlegei végeznek. A kvantumalgoritmusok izgalmas elméleti konstrukciókból olyan alkalmazott eszközökké fejlődnek, amelyeket összetett számítási problémák megoldására terveztek. Ugyanakkor a kvantumszámítástechnika körüli izgalom az eredmények bizonyos mértékig túlbecsüléséhez és a felfújtság egyértelmű válságához vezet. a technológiával szembeni elvárások egyrészt az informatikusoktól, másrészt a fizikusok gyakran alaptalan kritikája. egy másik. Ennek az összetett témának a megfelelő oktatási források száma azonban, különösen orosz nyelven, nagyon korlátozott. Tanfolyamunkon megpróbálunk elméleti alapot teremteni a kvantumszámítással foglalkozó hallgatók számára. elegendő mennyiség ahhoz, hogy önállóan megértsék az ezzel kapcsolatos modern munkát tantárgy.
A kurzus kiterjed a kvantumszámítás kapumodelljére és a kvantumlogikai kapuk univerzális halmazaira. Beszélni fogunk a kvantum algoritmusok fő típusairól, mint a fázisbecslési algoritmus, a Shor algoritmus és más kvantum Fourier transzformáción alapuló algoritmusok; Grover-algoritmus és kvantumkereső algoritmusok; kvantumvariációs algoritmusok. Részletesen tárgyaljuk a kvantumkapuk dekoherenciája és hibái elleni küzdelem problémáit, valamint a kvantumhiba-javító kódok megalkotásának kérdéseit. Megfontolásra kerülnek a hibaálló kvantumszámítógép architektúrájának lehetőségei. Megvitatjuk a hibaálló kvantumszámítógép létrehozásának alapvető lehetőségét és a dolgok valós helyzetét a technológiai fejlődés jelenlegi szintjén.
Jelenleg a Moszkvai Egyetem a nemzeti oktatás, tudomány és kultúra egyik vezető központja. Magasan kvalifikált munkaerő színvonalának emelése, tudományos igazság keresése, a humanisztikusra fókuszálva a jóság, az igazságosság, a szabadság eszméi – ezt látjuk ma a legjobb egyetem követéseként hagyományok A Moszkvai Állami Egyetem az Orosz Föderáció legnagyobb klasszikus egyeteme, az orosz népek kulturális örökségének különösen értékes tárgya. 39 karon, 128 területen és szakon képez hallgatókat, 28-ban végzős hallgatókat és doktoranduszokat. karok 18 tudományágban és 168 tudományos szakterületen, amelyek a modern egyetem szinte teljes spektrumát lefedik oktatás. Jelenleg több mint 40 ezer hallgató, végzős hallgató, doktorandusz, valamint a továbbképzési rendszer szakemberei tanulnak a Moszkvai Állami Egyetemen. Ezenkívül körülbelül 10 ezer iskolás tanul a Moszkvai Állami Egyetemen. A tudományos munka és oktatás múzeumokban, oktatási és tudományos gyakorlati bázisokon, expedíciókon, kutatóhajókon és továbbképző központokban folyik.
1. előadás. Bevezetés. A régió történelmi perspektívája és jelenlegi állapota. A kvantumszámítási ipar születése. Ötlet a kvantumszámítás jellemzőiről a legegyszerűbb Deutsch algoritmus példájával.
2. előadás. A számítási komplexitás elméletének néhány kérdése. Az algoritmus fogalma, Turing-gép, univerzális Turing-gép. Kiszámítható és nem számítható függvények, leállítási probléma. Megoldhatósági problémák, számítási komplexitási osztályok ötlete. P és NP osztályok. Valószínűségi Turing-gép, BPP osztály. A megoldások számának újraszámításának problémái, #P nehézségi osztály. A kvantumfölény demonstrálásának problémája a BosonSampling probléma példájával.
3. előadás. A kvantumszámítás kapumodelljének alapjai. A kvantumszámítás kapumodellje. Elemi kvantumlogikai kapuk, egy- és kétkubites kapuk. Feltételes két-kubites kapuk, feltételes több-kubites kapuk ábrázolása két-kubites kapukkal. A mérések leírása a kvantumelméletben, a mérések leírása a kvantumáramkörökben.
4. előadás. Kvantumlogikai kapuk univerzális halmaza. Egy-qubit kapuk diszkretizálása, univerzális diszkrét kapukészletek. Egy tetszőleges unitér transzformáció közelítésének nehézsége.
5. előadás. Kvantum Fourier transzformáció. Fázisbecslési algoritmus, szükséges erőforrások becslése, egyszerűsített Kitaev algoritmus. A fázisbecslési algoritmus kísérleti megvalósításai és alkalmazásai molekuláris tagok számítására.
6. előadás. Shor algoritmusa. Számok faktorizálása prímtényezőkké, Shor-algoritmus. A Shor-algoritmus kísérleti megvalósításai. Más algoritmusok, amelyek a kvantum-Fourier-transzformáción alapulnak.
7. előadás. Kvantumkereső algoritmusok. Grover-algoritmus, geometriai illusztráció, erőforrás-becslés. Egy keresési probléma megoldásainak számlálása. Az NP-teljes problémák megoldásának felgyorsítása. Kvantumkeresés strukturálatlan adatbázisban. A Grover-algoritmus optimálissága. Véletlenszerű sétákon alapuló algoritmusok. Keresési algoritmusok kísérleti megvalósításai.
8. előadás. Kvantum hibajavítás. A legegyszerűbb kódok. Hibák a kvantumszámításban, ellentétben a klasszikus esettel. Három qubit kód, amely kijavítja az X hibát. Három qubit kód, amely kijavítja a Z-hibát. Kilenc bites Shor kód.
9. előadás. Kvantum hibajavítás. Calderbank-Shore-Steen kódok. A hibajavítás általános elmélete, hibamintavétel, független hibamodell. Klasszikus lineáris kódok, Hamming kódok. Quantum Calderbank-Shor-Steen kódok.
10. előadás. Hibatűrő számítások. Stabilizátorok formalizmusa, KSH kódok felépítése a stabilizátorok formalizmusában. Unitárius transzformációk és mérések a stabilizátorok formalizmusában. A hibatűrő számítások fogalma. Univerzális hibatűrő kapukészlet készítése. Hibatűrő mérések. Küszöbtétel. Kísérleti távlatok kvantumhibajavítás és hibatűrő számítások megvalósítására.
11. előadás. Kvantumszámítás NISQ rendszerekhez. Kvantumvariációs algoritmusok: QAOA és VQE. Alkalmazások a kvantumkémia problémáira. Megvalósítási lehetőségek modern kvantumprocesszorokon, fejlesztési lehetőségek.
Iratkozz Fel
YOU MIGHT ALSO LIKE
