0
views
Sissejuhatus kvantarvutusse – kursus 12 160 RUB. alates Avatud õpe, koolitus 18 nädalat, ca 7 tundi nädalas, kuupäev 28.11.2023.
Varia / / November 29, 2023
Kursuse põhieesmärk on tutvustada üliõpilastele füüsika ja informaatika ristumiskohas kiiresti arenevat teaduse ja tehnoloogia valdkonda – kvantarvutust. Viimastel aastatel lahkuvad kvantarvutusseadmed järk-järgult füüsilistest laboritest ja muutuvad rakendusarendusteks, mida viivad läbi maailma juhtivate IT-ettevõtete teadus- ja arendusosakonnad. Kvantalgoritmid arenevad intrigeerivatest teoreetilistest konstruktsioonidest rakenduslikeks tööriistadeks, mis on loodud keeruliste arvutusprobleemide lahendamiseks. Samal ajal põhjustab kvantarvutite ümber valitsev põnevus atmosfäär saavutuste mõningase ülehindamise ja selge ülepaisutatud kriisi. ühelt poolt IT-spetsialistide ootused tehnoloogiale ja teiselt poolt füüsikute sageli alusetu kriitika. teine. Sellele keerulisele teemale pühendatud heade õppematerjalide arv, eriti vene keeles, on aga väga piiratud. Püüame oma kursusel luua kvantarvutuse valdkonna üliõpilastele teoreetilise baasi. piisav maht, et võimaldada neil iseseisvalt mõista tänapäevast sellealast tööd teema.
Kursusel käsitletakse kvantarvutuse väravamudelit ja kvantloogika väravate universaalseid komplekte. Räägime peamistest kvantalgoritmide tüüpidest nagu faasihinnangu algoritm, Shori algoritm ja teised kvant-Fourieri teisendusel põhinevad algoritmid; Groveri algoritm ja kvantotsingu algoritmid; kvantvariatsiooni algoritmid. Käsitleme üksikasjalikult kvantvärava dekoherentsi ja vigadega võitlemise probleeme ning kvantveaparanduskoodide konstrueerimise küsimusi. Arvesse võetakse veakindla kvantarvuti arhitektuuri võimalusi. Arutleme veakindla kvantarvuti loomise põhimõttelise võimaluse ja asjade tegeliku seisu üle tehnoloogia arengu praegusel tasemel.
Praegu on Moskva ülikool üks juhtivaid rahvusliku hariduse, teaduse ja kultuuri keskusi. Kõrgelt kvalifitseeritud personali taseme tõstmine, teadusliku tõe otsimine, keskendumine humanistlikule headuse, õigluse, vabaduse ideaalid – see on see, mida me täna näeme parima ülikooli järgijana traditsioonid Moskva Riiklik Ülikool on Vene Föderatsiooni suurim klassikaline ülikool, eriti väärtuslik Venemaa rahvaste kultuuripärandi objekt. Koolitatakse üliõpilasi 39 teaduskonnas 128 valdkonnas ja erialal, kraadiõppureid ja doktorante 28 erialal. teaduskondi 18 teadusharul ja 168 teaduserialal, mis hõlmavad peaaegu kogu kaasaegse ülikooli spektri haridust. Praegu õpib Moskva Riiklikus Ülikoolis üle 40 tuhande üliõpilase, kraadiõppuri, doktorandi, aga ka täiendõppesüsteemi spetsialisti. Lisaks õpib Moskva Riiklikus Ülikoolis umbes 10 tuhat koolilast. Teaduslikku tööd ja õppetööd tehakse muuseumides, õppe- ja teaduspraktikabaasides, ekspeditsioonidel, uurimislaevadel ja täiendõppekeskustes.
1. loeng. Sissejuhatus. Piirkonna ajalooline perspektiiv ja hetkeseis. Kvantarvutitööstuse sünd. Idee kvantarvutuse omadustest kõige lihtsama Deutschi algoritmi näitel.
2. loeng. Mõned arvutusliku keerukuse teooria küsimused. Algoritmi kontseptsioon, Turingi masin, universaalne Turingi masin. Arvutatavad ja mittearvutatavad funktsioonid, seiskamisprobleem. Lahendatavusprobleemid, arvutuslike keerukuse klasside idee. Klassid P ja NP. Tõenäosuslik Turingi masin, klass BPP. Lahenduste arvu ümberarvutamise ülesanded, raskusklass #P. Kvantide ülemvõimu demonstreerimise probleem BosonSamplingu probleemi näitel.
3. loeng. Kvantarvutite väravamudeli põhialused. Kvantarvutite väravamudel. Elementaarsed kvantloogika väravad, ühe- ja kahekbitilised väravad. Tingimuslikud kahe qubit väravad, tingimuslike mitme qubit väravate esitus kahe qubit väravate kujul. Mõõtmiste kirjeldus kvantteoorias, mõõtmiste kirjeldus kvantahelates.
4. loeng. Universaalne kvantloogika väravate komplekt. Ühekubitiliste väravate, universaalsete diskreetsete väravakomplektide diskreetsus. Suvalise unitaarse teisenduse lähendamise raskus.
5. loeng. Kvant-Fourieri teisendus. Faasihinnangu algoritm, vajalike ressursside hindamine, Kitajevi lihtsustatud algoritm. Faasi hindamisalgoritmi eksperimentaalsed teostused ja rakendused molekulaarsete terminite arvutamisel.
6. loeng. Shori algoritm. Arvude faktoriseerimine algteguriteks, Shori algoritm. Shori algoritmi eksperimentaalsed teostused. Teised kvant-Fourieri teisendusel põhinevad algoritmid.
7. loeng. Kvantotsingu algoritmid. Groveri algoritm, geomeetriline illustratsioon, ressursside hindamine. Otsinguprobleemi lahenduste arvu loendamine. NP-täielike probleemide lahendamise kiirendamine. Kvantotsing struktureerimata andmebaasis. Groveri algoritmi optimaalsus. Algoritmid põhinevad juhuslikel jalutuskäikudel. Otsingualgoritmide eksperimentaalsed teostused.
8. loeng. Kvantvea parandus. Kõige lihtsamad koodid. Erinevalt klassikalisest juhtumist on vead kvantarvutuses. Kolme qubit kood, mis parandab X-vea. Kolme qubit kood, mis parandab Z-vea. Üheksa-bitine Shor-kood.
9. loeng. Kvantvea parandus. Calderbank-Shore-Steeni koodid. Veaparanduse üldteooria, vigade valim, sõltumatu veamudel. Klassikalised lineaarsed koodid, Hammingi koodid. Quantum Calderbank-Shor-Steen koodid.
10. loeng. Veakindlad arvutused. Stabilisaatorite formalism, KSH koodide konstrueerimine stabilisaatorite formalismis. Unitaarteisendused ja mõõtmised stabilisaatorite formalismis. Veatolerantsete arvutuste mõiste. Universaalse veakindlate väravate komplekti ehitamine. Veakindlad mõõtmised. Läveteoreem. Eksperimentaalsed väljavaated kvantveaparanduse ja veataluvuste arvutuste rakendamiseks.
11. loeng. Kvantarvutus NISQ-süsteemide jaoks. Kvantvariatsioonialgoritmid: QAOA ja VQE. Rakendused kvantkeemia probleemide lahendamiseks. Kaasaegsetel kvantprotsessoritel juurutamise võimalused, arendusväljavaated.
Subscribe
YOU MIGHT ALSO LIKE
