Quantum computing (2020/2021)



Codice insegnamento
4S008917
Crediti
6
Coordinatore
Alessandra Di Pierro
Settore disciplinare
INF/01 - INFORMATICA
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Teoria 5 II semestre Alessandra Di Pierro

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Laboratorio 1 II semestre Alessandra Di Pierro

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Obiettivi formativi

Lo scopo di questo insegnamento è di introdurre i concetti fondamentali della computazione quantistica attraverso lo studio dei principali aspetti fisici che la distinguono dalla computazione classica. Parti essenziali del corso sono: 1) lo studio del modello computazionale `a circuiti’ e la sua universalità; 2) la spiegazione delle principali tecniche algoritmiche che sfruttano i fenomeni della fisica quantistica in modo strettamente non classico e lo studio delle loro applicazioni per risolvere problemi classicamente difficili; 3) lo studio di paradigmi di programmazione quantistica con riferimenti ad alcune delle piattaforme software esistenti. Al termine del corso le studentesse e gli studenti dovranno dimostrare di aver acquisito i concetti fondamentali della computazione quantistica e di essere in grado di utilizzare in modo appropriato le tecniche algoritmiche e di programmazione quantistica in modo da poter proseguire gli studi in modo autonomo nei vari campi di ricerca relativi alla computazione quantistica ed approfondire le proprie conoscenze attraverso testi e pubblicazioni scientifiche nel campo specifico di interesse.

Programma

Part I: Quantum Computing

Basic notions from quantum mechanics and linear algebra
The qubit
Quantum Computability: The quantum circuit model, Universality
Quantum Algorithms and Complexity: The BQP class, Phase estimation, Factoring, Quantum search
NISQ Computers
Demonstrations in Lab

Part II: Quantum Software

Quantum Languages
Quantum Compilation
Quantum Machine Learning

Modalità d'esame

Esame scritto. Il compito consiste in cinque domande con risposta aperta da svolgere in due ore.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Teoria Phillip Kaye, Raymond Laflamme, Michele Mosca An Introduction to Quantum Computing (Edizione 1) Oxford University Press 2006
Teoria Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuang Quantum Computation and Quantum Information (Edizione 2) Cambridge University Press 2010 978-1-107-00217-3
Laboratorio Eric R. Johnston Programming quantum computers : essential algorithms and code samples (Edizione 1) O'Reilly 2019 1-4920-3967-5 Disponibile in formato e-book e scaricabile dalla rete di ateneo o dall’esterno in modalità VPN tramite Global Protect a partire dal portale Universe (sul sito delle Biblioteche di ateneo, https://www.univr.it/it/biblioteche).
Laboratorio Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuang Quantum Computation and Quantum Information (Edizione 2) Cambridge University Press 2010 978-1-107-00217-3
Laboratorio Jack D. Hidary Quantum Computing: An Applied Approach (Edizione 1) Springer 2019 978-3-030-23922-0 Disponibile in formato e-book e scaricabile dalla rete di ateneo o dall’esterno in modalità VPN tramite Global Protect a partire dal portale Universe (sul sito delle Biblioteche di ateneo, https://www.univr.it/it/biblioteche).