0
Прегледи
Увод у квантно рачунарство - курс 12.160 РУБ. са Отворене едукације, обука 18 недеља, око 7 часова недељно, датум 28.11.2023.
мисцеланеа / / November 29, 2023
Основни циљ предмета је упознавање студената са области науке и технологије која се убрзано развија на пресеку физике и рачунарства – квантног рачунарства. Последњих година, квантни рачунарски уређаји постепено напуштају физичке лабораторије и постају примењени развоји, које спроводе одељења за истраживање и развој водећих светских ИТ компанија. Квантни алгоритми еволуирају од интригантних теоријских конструкција у примењене алате дизајниране да решавају сложене рачунарске проблеме. Истовремено, атмосфера узбуђења око квантног рачунарства доводи до извесног прецењивања достигнућа и јасне кризе надуваног очекивања ИТ стручњака од технологије с једне стране и често неосноване критике физичара с друге стране. други. Међутим, број добрих образовних ресурса посвећених овој сложеној теми, посебно на руском, веома је ограничен. У нашем курсу ћемо покушати да створимо теоријску основу за студенте из области квантног рачунарства у довољан обим да им омогући да самостално разумеју савремени рад на овоме предмет.
Курс ће покрити модел капије квантног рачунарства и универзалне скупове квантних логичких капија. Говорићемо о главним типовима квантних алгоритама као што су алгоритам за процену фазе, Шоров алгоритам и други алгоритми засновани на квантној Фуријеовој трансформацији; Гроверов алгоритам и алгоритми квантне претраге; квантно варијациони алгоритми. Детаљно ћемо расправљати о проблемима борбе против декохеренције и грешака у квантним вратима, као ио питањима конструисања квантних кодова за корекцију грешака. Размотриће се опције за архитектуру квантног рачунара који је отпоран на грешке. Разговараћемо о фундаменталној могућности стварања квантног рачунара отпорног на грешке и стварном стању ствари на садашњем нивоу развоја технологије.
Тренутно је Московски универзитет један од водећих центара националног образовања, науке и културе. Подизање нивоа висококвалификованих кадрова, трагање за научном истином, фокусирање на хуманистичко идеали доброте, правде, слободе - то је оно што данас видимо као пратилац најбољег универзитета традиције Московски државни универзитет је највећи класични универзитет у Руској Федерацији, посебно вредан објекат културног наслеђа народа Русије. Обучава студенте на 39 факултета у 128 области и специјалности, постдипломске и докторске студенте у 28 факултети у 18 грана наука и 168 научних специјалности, који покривају скоро цео спектар савременог универзитета образовање. Тренутно на Московском државном универзитету студира више од 40 хиљада студената, постдипломаца, докторанада, као и специјалиста за систем напредне обуке. Поред тога, око 10 хиљада школараца студира на Московском државном универзитету. Научни рад и настава се одвијају у музејима, у образовно-научно-практичним базама, на експедицијама, на истраживачким бродовима иу центрима за усавршавање.
Предавање 1. Увод. Историјска перспектива и садашње стање региона. Рођење индустрије квантног рачунарства. Идеја о карактеристикама квантног рачунарства на примеру најједноставнијег Деутсцх алгоритма.
Предавање 2. Нека питања теорије рачунске сложености. Концепт алгоритма, Тјурингова машина, универзална Тјурингова машина. Израчунљиве и неизрачунљиве функције, проблем заустављања. Проблеми решивости, идеја о класама рачунске сложености. Класе П и НП. Вероватноћа Тјурингова машина, класа БПП. Задаци прерачунавања броја решења, класа тежине #П. Проблем демонстрације квантне надмоћи користећи проблем узорковања бозона као пример.
Предавање 3. Основе модела гејта квантног рачунарства. Гејт модел квантног рачунарства. Елементарне квантне логичке капије, једнокубитне и двокубитне капије. Условне двокубитне капије, репрезентација условних вишекубитних капија у терминима двокубитних капија. Опис мерења у квантној теорији, опис мерења у квантним колима.
Предавање 4. Универзални скуп квантних логичких капија. Дискретизација једнокубитних капија, универзални скупови дискретних капија. Тешкоћа апроксимације произвољне унитарне трансформације.
Предавање 5. Квантна Фуријеова трансформација. Алгоритам за процену фазе, процена потребних ресурса, поједностављени алгоритам Китаев. Експерименталне имплементације алгоритма за процену фазе и примене на прорачун молекуларних термина.
Предавање 6. Шоров алгоритам. Факторизација бројева у просте чиниоце, Шоров алгоритам. Експерименталне имплементације Шоровог алгоритма. Други алгоритми засновани на квантној Фуријеовој трансформацији.
Предавање 7. Алгоритми квантне претраге. Гроверов алгоритам, геометријска илустрација, процена ресурса. Пребројавање броја решења задатка претраге. Убрзавање решавања НП-потпуних проблема. Квантна претрага у неструктурираној бази података. Оптималност Гроверовог алгоритма. Алгоритми засновани на случајним шетњама. Експерименталне имплементације алгоритама претраживања.
Предавање 8. Квантна корекција грешке. Најједноставнији кодови. Грешке у квантном рачунарству, за разлику од класичног случаја. Код од три кубита који исправља Кс грешку. Код од три кубита који исправља З-грешку. Деветобитни Шор код.
Предавање 9. Квантна корекција грешке. Цалдербанк-Схоре-Стеен кодови. Општа теорија исправљања грешака, узорковање грешака, независни модел грешке. Класични линеарни кодови, Хамингови кодови. Куантум Цалдербанк-Схор-Стеен кодови.
Предавање 10. Прорачуни отпорни на грешке. Формализам стабилизатора, конструкција КСХ кодова у формализму стабилизатора. Унитарне трансформације и мерења у формализму стабилизатора. Концепт прорачуна толерантних на грешке. Изградња универзалног сета капија толерантних на грешке. Мерења отпорна на грешке. Теорема прага. Експериментални изгледи за имплементацију квантне корекције грешака и прорачуна толерантних на грешке.
Предавање 11. Квантно рачунарство за НИСК системе. Квантни варијациони алгоритми: КАОА и ВКЕ. Примене на проблеме квантне хемије. Могућности имплементације на савременим квантним процесорима, перспективе развоја.
ПРЕТПЛАТИТИ СЕ
YOU MIGHT ALSO LIKE
