Quantum Programming

Garant předmětu:

Aurél Gábor Gábris

Přednášející:

Aurél Gábor Gábris, Iskender Yalcinkaya

Cvičící:

Aurél Gábor Gábris, Rajeswari Murukan Chandrika, Iskender Yalcinkaya

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

The goal of the course is to provide the basic skills for programming quantum computers, and to use these skills to develop an understanding of fundamental quantum communication protocols and quantum algorithms. The classes are combinations of lectures that introduce the essential concepts and tools, and interactive tutorials on how these concepts are implemented with Python programming language. Every week the students will be given Jupyter notebooks involving self-study materials and homework. The course is suitable for bachelor and master’s students from all years and familiarity with quantum mechanics is not necessary. The classes are held entirely online to get the most out of the learning material and make it internationally accessible. The quantum SDK Qiskit will be used during the course. Use of own laptops with a quantum SDK installed before the course start is required.

Požadavky:

Základní znalost lineární algebry, komplexních čísel a programování v jazyce python.

Osnova přednášek:

1.Probabilistic and quantum bits, quantum computing SDK

2.Bloch sphere representation of a qubit, general single qubit gates

3.Measurement, cloning, state identification of an ensemble

4.Two qubits, quantum correlations, quantum circuits

5.Quantum communication protocols: quantum teleportation, super dense coding

6.Quantum key distribution protocol: BB84

7.Multi-qubit gates, universal quantum computer

8.Deutsch–Jozsa algorithm, the Oracle

9.Grover’s search algorithm

10.Quantum Fourier Transform

11.Quantum phase estimation

12.Shor’s factorization, quantum Fourier transformation

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Pochopení principů zakládních kvantových algoritmů.

Schopnost vytvořit vlastní kód pro kvantový počítač s použitím kvantových SDK knihoven.

Studijní materiály:

Key references:

[1] Links to course materials available from https://people.fjfi.cvut.cz/gabriaur/02QPROG

Recommended references:

[2] M. A. Nielsen, I. L. Chuang, Quantum computation and quantum information, Cambridge Univ. Press, 2013.

[3] Learn Quantum Computation using Qiskit: https://qiskit.org/textbook

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Matematická fyzika (volitelný předmět)
• Kvantové technologie (volitelný předmět)