量子コンピュータ入門

8/5（月）、8/6（火）13:00-16:30

回数：全6コマ（1日3コマｘ2日間）

形式：対面

主催：AIC

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【申込締切 8/2（金）12:00】講習会について

講習会の概要

本講習会は、近年期待される技術の一つである量子コンピュータについて、基礎から説明することで初学者への学習の足掛かりとすることを目的とする。講習会の前半部では、量子コンピュータを概観し量子コンピュータとは何かを把握する。また、量子力学の考え方や量子状態の表現、量子情報分野における情報の最小単位である量子ビットについて短い演習を行いながら理解する。後半部では、前半部で学んだ知識をもとに量子コンピュータの活用事例の一つである量子テレポーテーションを題材に、量子コンピュータ特有の考え方を理解することを目的とする。

受講要件

興味がある方なら分離問わず受講可能。特別な知識・スキルは不要。

形式

対面（日吉　協生館2階　AICラウンジ）
※録画およびオンライン配信の予定はありません。

講師

服部　智大（理工学研究科　基礎理工学専攻　後期博士課程）※写真下
小川　涼（理工学部　物理情報工学科）

持ち物

演習できるノートPC（iPadなどでも可）

各回の実施内容

第1回量子コンピュータの概観	8/5（月）13:00-13:45 質疑応答13:45-14:00	本講義では、量子コンピュータの応用先や分類などを説明することによってその概観についての理解を目的とする。量子コンピュータが量子ゲート型、量子アニーリング型に分類されることやその応用先の違いについて大まかに説明する。また、本講習会全体での最終目標とする量子テレポーテーションについて軽く述べ、それぞれの講義で説明する量子力学や量子ビットなどがどのように用いられるのかについて述べる。
第2回量子力学の概要	8/5（月）14:15-15:00 質疑応答15:00-15:15	本講義では量子力学について大まかに理解し、量子状態の表現方法を学ぶ。具体的な二重スリット実験を紹介することによって、人の直感と反する量子力学の例を学ぶ。また、量子力学の不確定性を前提とした量子状態の表現方法について、演習を通して学ぶことで理解を深める。
第3回量子ビットとは何か	8/5（月）15:30-16:15 質疑応答 16:15-16:30	量子ビットは量子情報分野における情報の最小単位であり、量子コンピュータで必ず用いられる重要な項目である。量子ビットについて古典ビットとの違いについて説明しながら理解を深める。また、1量子ビットの場合と複数量子ビットを扱う場合の量子状態の表現について、演習を通して学ぶ。
第4回量子ゲートによる状態操作	8/6（火）13:00-13:45 質疑応答13:45-14:00	量子ビットに対して、量子ゲートを作用させることで量子状態を操作することができる。本講義では、複数存在する量子ゲートのうち1量子ビットに作用するものを種類紹介し、演習を通してその作用を理解する。また、量子状態の時間発展がユニタリ行列を用いて表現されることから、行列表現により量子計算を表現できることを説明する。線形代数の基礎知識も説明しながら、演習を通して理解を進める。
第5回量子もつれについて学ぶ	8/6（火）14:15-15:00 質疑応答15:00-15:15	本講義では量子もつれについて学ぶことを目的とする。第4回で説明した1量子ビットに作用する量子ゲートの復習も行いつつ、2量子ビット以上に作用する量子ビットの説明を行う。また、量子ビットの情報の取り出しの際に重要となる概念である量子状態の測定について導入する。これらの知識を用いて、量子もつれについて、演習を通して理解を進める。
第6回量子テレポーテーション	8/6（火）15:30-16:15 質疑応答 16:15-16:30	第5回まで学んだ知識を使って、量子コンピュータの活用の一例である量子テレポーテーションの説明を行う。その際に、第5回までの復習も兼ねながら量子計算の基礎を習得してもらうことを目的とする。また、最後に量子コンピュータにおける展望や課題に触れて本講義をまとめる。

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