Fundamentals of Quantum Computing

2022/2023

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

5

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department of Quantum Technologies with Prokhorov General Physics Institute (RAS)

Course type:

Elective course

When:

4 year, 2, 3 module

Instructor

Чернявский Андрей Юрьевич

Программа дисциплины

Аннотация

Квантовые алгоритмы. Операции на одном кубите. Измерение. Универсальные квантовые элементы. Универсальность двухуровневых унитарных операторов. Конечный набор универсальных операций. Сложность квантовых вычислений. Модель схем квантовых вычислений. Моделирование квантовых систем. Квантовое преобразование Фурье и его приложения. Квантовые алгоритмы поиска.

Цель освоения дисциплины

• В рамках курса «Основы квантовых вычислений» изучаются базовые понятия и навыки, необходимые для работы с квантовыми алгоритмами. Курс поделен на две части: первая часть посвящена математической теории и основным понятиям квантовых вычислений, вторая же предполагает практическую программную реализацию симулятора квантовых вычислений и основных алгоритмов

Планируемые результаты обучения

• Применяет физические методы теоретического и экспериментального исследования, методы математического анализа и моделирования для постановки задач по развитию, внедрению и коммерциализации новых наукоемких технологий.
• Применяет физические методы теоретического и экспериментального исследования, методы математического анализа и моделирования для постановки задач по развитию, внедрению и коммерциализации новых наукоемких технологий

Содержание учебной дисциплины

• 1. Теоретические основы квантовых алгоритмов
• 2. Практическая симуляция работы квантовых алгоритмов

Элементы контроля

• Домашнее задание
• Коллоавиум
• Экзамен
  Сдача программ (ОПРОГ) включает в себя сдачу 5 программ: симулятор квантовых вычислений, бенчмаркинг симулятора, алгоритм Дойча-Джозса, алгоритм Гровера, алгоритм оценки фазы. Сдача программ включает в себя демонстрацию работы кода, его проверку, а также теоретическое объяснение работы алгоритма.

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 2 модуль
  Оценки по всем формам контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.
• 2022/2023 учебный год 3 модуль
  0.4 * Экзамен + 0.4 * Коллоавиум + 0.2 * Домашнее задание

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Краткий курс теоретической физики, Ландау, Л.Д.,

Рекомендуемая дополнительная литература

• Теоретическая физика. Т. IX, Ч. 2: Статистическая физика: теория конденсированного состояния, Лифшиц, Е.М., 1978