Πληροφορίες μαθήματος

Πληροφορίες μαθήματος

Στην ιστοσελίδα αυτή παρουσιάζουμε πληροφορίες για το μάθημα Εισαγωγή στους Κβαντικούς Υπολογιστές, του Τμήματος Φυσικής, με βάση τον οδηγό σπουδών του Τμήματος.

Ο κατάλογος με τα προσφερόμενα μαθήματα του τρέχοντος ακαδημαϊκού έτους βρίσκεται εδώ.

Ο κατάλογος με πληροφορίες για όλα τα μαθήματα του Τμήματος βρίσκεται εδώ.

Κωδικός Φ-352
Τίτλος Εισαγωγή στους Κβαντικούς Υπολογιστές
Κατηγορία Γ
ECTS 6
Ώρες 4
Επίπεδο Προπτυχιακό
Εξάμηνο Χειμερινό
Διδάσκων Ι. Κομίνης
Πρόγραμμα
Ιστοσελίδα Μαθήματος https://eclass.physics.uoc.gr/courses/PH352/
Σκοπός Μαθήματος

Το μάθημα έχει στόχο την εκπαίδευση των φοιτητών στο εννοιολογικό υπόβαθρο της σύγχρονης κβαντικής τεχνολογίας, και συγκεκριμένα την κατανόηση των βασικών αρχών του κβαντικού υπολογιστή, περιλαμβάνοντας όμως και μια σύντομη αναφορά στους υπόλοιπους τρεις πυλώνες της κβαντικής τεχνολογίας, τις κβαντικές επικοινωνίες, την κβαντική ανίχνευση και τις κβαντικές προσομοιώσεις.

Επειδή το πεδίο της κβαντική τεχνολογίας εξελίσσεται ταχύτατα, έχει ήδη αναπτυχθεί μία ιδιαίτερη «διάλεκτος» στην σχετική βιβλιογραφία, η ελλιπής εξοικείωση με την οποία καθιστά την προσπέλαση του πεδίου δύσκολη. Σκοπός του μαθήματος είναι ακριβώς η λειτουργική εξοικείωση των φοιτητών με τις έννοιες τις κβαντικής τεχνολογίας και η εφαρμογή αυτών στην προσέγγιση ρεαλιστικών προβλημάτων που απασχολούν τόσο την επιστημονική κοινότητα όσο και τεχνολογικές εταιρείες (IBM, Google κτλ) που εμπλέκονται στην αλματώδη ανάπτυξη του πεδίου.

Παράλληλα με την κατανόηση του εννοιoλογικού υποβάθρου των κβαντικών υπολογιστών, το μάθημα θα συμπληρώνεται και με μία πρακτική προσέγγιση κάνοντας προσομοίωση κβαντικών αλγορίθμων και κυκλωμάτων με την Python στο περιβάλλον Qiskit, και υλοποίηση τους σε μικρούς κβαντικούς υπολογιστές που διατίθενται για ανοιχτή χρήση στο cloud.

Το μάθημα έχει ως προαπαιτούμενο το υποχρεωτικό μάθημα ΦΥΣ-303 "Κβαντομηχανική Ι".
Διδακτέα Ύλη

1) Κλασσικοί υπολογιστές, κλασσική πληροφορία
2) Κβαντικές καταστάσεις μοναδιαίων qubits – σφαίρα Bloch - κβαντική συμφωνία 
3) Κβαντικές καταστάσεις δύο και περισσότερων qubits - κβαντική σύμπλεξη
4) Κβαντικές μετρήσεις – αποσυμφωνία
5) Kβαντική πληροφορία 
6) Κβαντικές πύλες - βασικές αρχές κβαντικών υπολογιστών
7) Κβαντικοί αλγόριθμοι
8) Φυσική υλοποίηση κβαντικών υπολογιστών
9) Κβαντικές επικοινωνίες, κβαντική ανίχνευση, κβαντική προσομοίωση
 
Βιβλιογραφία

Jones & Jaksch, Quantum Information Computation and Communication, CUP
Kaye, Laflamme & Mosca, Introduction to Quantum Computing, OUP
Barnett, Quantum Information, OUP
Hidary, Quantum computing: an applied approach, Springer
Moran, Mastering quantum computing with IBM QX, Packt