Syllabus del corso

Esporta

Descrivere i principali algoritmi quantistici, inclusi quelli di fattorizzazione e di ricerca. Delineare i sistemi fisici per implementare il calcolo quantistico.


In queste lezioni presenteremo gli strumenti matematici essenziali per comprendere la computazione quantistica, il suo formalismo e i principali algoritmi quantistici.

  • Perché la computazione quantistica?
  • Notazione binaria e formalismo di Dirac (bra e ket) per la logica classica.
  • Bit quantistici (qubits).
  • Evoluzione quantistica e circuiti quantistici.
  • Il processo computazionale standard.
  • Algoritmi di Deutsch, Deutsch-Josza e Berstein-Vazirani.
  • Algoritmo di Grover per la ricerca quantistica.
  • Trasformata di Fourier quantistica (QFT).
  • Applicazione della QFT: protocollo di stima della fase.
  • Algoritmo di Shor per la fattorizzazione.
  • Realizzazioni fisiche dei computer quantistici e della computazione quantistica.

  • Perché la computazione quantistica?
  • Notazione binaria e formalismo di Dirac (bra e ket) per la logica classica.
  • Bit quantistici (qubits).
  • Evoluzione quantistica e circuiti quantistici.
  • Il processo computazionale standard.
  • Algoritmi di Deutsch, Deutsch-Josza e Berstein-Vazirani.
  • Algoritmo di Grover per la ricerca quantistica.
  • Trasformata di Fourier quantistica (QFT).
  • Applicazione della QFT: protocollo di stima della fase.
  • Algoritmo di Shor per la fattorizzazione.
  • Realizzazioni fisiche dei computer quantistici e della computazione quantistica.

Conoscenza di base della meccanica quantistica.

1 CFU, 8-10 ore, corso erogato in lingua inglese.

Le lezioni saranno tenute sulla piattaforma Zoom al link seguente:

https://us02web.zoom.us/j/84252763970?pwd=L1htZnM1L1d1RTUvRmtELys5amNwZz09

Meeting ID: 842 5276 3970

Passcode: 080509

Pe ulteriori informazioni stefano.olivares@unimi.it

  • "Lecture Notes on Quantum Computing" presenti sul sito personale del docente (https://sites.unimi.it/olivares/quantum-computing/).
  • M. A. Nielsen and I. L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information" (Cambridge University Press).
  • N. D. Mermin, "Quantum Computer Science" (Cambridge University Press).
  • S. Stenholm and K.-A. Suominen, "Quantum Approach to Informatics" (Wiley-Interscience).
  • S. Haroche and J.-M. Raimond, "Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons" (Oxford Graduate Texts).
  • J. A. Jones and D. Jaksch, "Quantum Information, Computation and Communication" (Cambridge University Press).
  • J. Stolze and D. Suter, " Quantum Computing: A Short Course from Theory to Experiment" (Wiley-VCH).

- Giovedì 13 maggio, 14:30-16:30 (2h)
- Giovedì 20 maggio, 14:30-16:30 (2h)
- Martedì 25 maggio, 14:30-16:30(2h)
- Giovedì 27 maggio, 14:30-16:30 (2h)
- Martedì 1 giugno, 14:30-16:30 (2h)

L'esame consiste in un esame orale della durata di circa un'ora in cui lo studente espone alcuni argomenti a scelta sulla computazione quantistica (algoritmi quantistici, realizzazioni fisiche dei computer quantistici,...) e dimostra di avere acquisito dimestichezza con gli argomenti trattati nell'insegnamento.

Appuntamento su e-mail.

Esporta

Describe the main quantum algorithms, including the factorisation and search ones. Outline the physical systems to implement quantum computation.


In these lectures we present the essential mathematical tools to deal with quantum computation, its formalism and the main quantum algorithms.

  • Why quantum computation?
  • Binary notation and Dirac formalism for classical logic.
  • Quantum bits (qubits).
  • Quantum evolution and quantum circuits.
  • The standard computational process.
  • Deutsch, Deutsch-Josza and Berstein-Vazirani algorithms.
  • Grover algorithm for quantum search.
  • Quantum Fourier transform (QFT).
  • Application of the QFT: the phase estimation protocol.
  • Shor algorithm for factorisation.
  • Physical realisation of quantum computers and quantum computation.


  • Why quantum computation?
  • Binary notation and Dirac formalism for classical logic.
  • Quantum bits (qubits).
  • Quantum evolution and quantum circuits.
  • The standard computational process.
  • Deutsch, Deutsch-Josza and Berstein-Vazirani algorithms.
  • Grover algorithm for quantum search.
  • Quantum Fourier transform (QFT).
  • Application of the QFT: the phase estimation protocol.
  • Shor algorithm for factorisation.
  • Physical realisation of quantum computers and quantum computation.


Basic knowledge of quantum mechanics.

1 CFU, 8-10 hours, language: English.

The lectures will be held using Zoom, here the link and the information to join:

https://us02web.zoom.us/j/84252763970?pwd=L1htZnM1L1d1RTUvRmtELys5amNwZz09

Meeting ID: 842 5276 3970

Passcode: 080509

For further information stefano.olivares@unimi.it

  • "Lecture Notes on Quantum Computing" available on the teacher website (https://sites.unimi.it/olivares/quantum-computing/).
  • M. A. Nielsen and I. L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information" (Cambridge University Press).
  • N. D. Mermin, "Quantum Computer Science" (Cambridge University Press).
  • S. Stenholm and K.-A. Suominen, "Quantum Approach to Informatics" (Wiley-Interscience).
  • S. Haroche and J.-M. Raimond, "Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons" (Oxford Graduate Texts).
  • J. A. Jones and D. Jaksch, "Quantum Information, Computation and Communication" (Cambridge University Press).
  • J. Stolze and D. Suter, " Quantum Computing: A Short Course from Theory to Experiment" (Wiley-VCH).

May 2021

The exam consists of an oral exam lasting about one hour in which the student describes some aspects of quantum computing (quantum algorithms, physical implementations of quantum computers,...) and proves to have acquired familiarity with the topics covered in the course.

By e-mail appointment.

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Scheda del corso

Staff

    Docente

  • SO
    Stefano Olivares

Metodi di iscrizione

Iscrizione manuale
Iscrizione spontanea (Studente)