Tematyka wykładów
Czego się tutaj nauczysz?
Na tych wykładach chciałbym przekazać Ci podstawy Informatyki Kwantowej. Chciałbym zachęcić Cię do zagłębienia się w tą tematykę. Może zdecydujesz się napisać pracę magisterską z tej tematyki. A może będzie to tylko ciekawa przygoda. A jeśli nie - to wystarczy że przyjdziesz osiem razy na wykład. Ale mam nadzieję, że zechcesz zostać na dłużej z nami ...
Kubit i jego superpozycja.
- Postulaty mechaniki kwantowej [1h].
- Definicja kubita [2h].
- Kubit vs bit.
- Reprezentacja kubita jako wektor stanu.
- Superpozycja.
- Macierz gęstości.
- Pomiar w obu reprezentacjach.
Systemy złożone z kubitów
- Bramki kwantowe [1,5 h]
- Definicja bramki kwantowej.
- Bramki Pauliego i ich znaczenie.
- Ogólna postać bramki jedno kubitowej.
- Sfera Blocha
- Systemy złożone z wielu kubitów [1,5 h].
- Iloczyn tensorowy.
- Interferencja.
- Przykłady bramek jedno i dwukubitowych.
Deterministyczne algorytmy kwantowe – cz. 1
- Splątanie [1 h]
- Definicja splątania a bramki kontrolowane.
- Znaczenie splątania w kontekście obliczeń. Przykłady.
- Algorytm Deutsch – Jozsa
- Wyrocznia, czyli czarna skrzynka.
- Algorytm Deutsch – Jozsa
- Wstęp do algorytmu Grovera
- Drugie spojrzenie na wyrocznię – stan pożądany.
- Geometryczne sformułowanie algorytmu Grovera.
Deterministyczne algorytmy kwantowe – cz. 2
- Algorytm Grovera i wzmacniania amplitudy
- Dyfuzja Grovera.
- Algorytm Grovera i przykład implementacji.
- Liczba powtórzeń i przypadek wielu niewiadomych
- Algorytmy niemanifestujące wyniku w czasie pomiaru.
- Definicja i zastosowanie
- Kwantowa Transformata Fouriera
- HHL (Harrow, Hasidim, Lloyd) – układ równań liniowych
Metody programowania kwantowego
- Kilka ciekawych trików [2,5 h]
- Bramka Hadamarda a ekstrakcja fazy.
- Dystrybucja fazy – wprowadzanie danych.
- Niechciana interferencja i dekomputacja (ang. uncomputation)
- Miara podobieństwa stanów i zastosowanie do algorytmu Grovera
- Podsumowanie algorytmiki kwantowej [0,5 h]
Teleportacja kwantowa, tomografia i próbkowanie, błędy
- Teleportacja kwantowa [1 h]
- Sformułowanie
- Obwód kwantowy realizujący teleportację kwantową
- Znaczenie w informatyce kwantowej
- Tomografia kwantowa [1 h]
- Tomografia stanu jako rekonstrukcja macierzy gęstości
- Tomografia procesów (bramek)
- Próbkowanie kwantowe jako alternatywna metoda obliczeń.
- Błędy kwantowe [1 h]
- Stan czysty vs stan mieszany
- Proste modele dekoherencji a sfera Blocha
Korekcja, mitygacja i redukcja błędów kwantowych
- Rodzaje błędów w komputerach kwantowych [0.5 h]
- Pozbywanie się błędów w czasie obliczeń [2,5 h]
- Korekcja błędów kwantowych
- Mitygacja błędów kwantowych
- Redukcja błędów kwantowych
Kwantowe modelowanie problemów klasycznych.
- Wyrocznia jako model [1 h]
- Einsatz, czyli modele parametryczne [1 h]
- Oscylator nieharmoniczny [1 h]
Komputery oparte o oscylator nieharmoniczny
- Komputery oparte o stany energetyczne atomów [2 h]
- Komputery oparte o zjawiska kwantowe w nadprzewodnikach [2 h]
Komputery fotoniczne
- Fotonika kwantowa [1 h]
- Fotoniczne komputery kwantowe [2 h]
