Fondamenti di computazione quantistica

What you'll learn

fondamenti di computazione quantistica
postulati della meccanica quantistica
circuiti quantistici
porte logiche quantistiche
strutture dati quantistiche
processo di misura

Requirements

Non ci sono prerequisiti

Description

Introduzione alla computazione quantistica a partire dai 4 postulati fondamentali della meccanica quantistica, per poi passare ad introdurre il qubit, le operazioni che vi si possono fare, i quantum register, le porte logiche quantistiche e il processo di misura.

In particolare, gli argomenti del corso sono i seguenti:

- Introduzione;

- I numeri complessi (definizione, operazioni e proprietà, il campo C, il complesso coniugato, rappresentazione polare);

- Esercizi sui numeri complessi;

- Elementi di algebra lineare (vettori, operazioni su di essi, proprietà, norma, matrici, operazioni e proprietà, matrice trasposta, prodotto tra matrici, matrice inversa, spazi vettoriali, determinante e proprietà);

- Esercizi sull’algebra lineare;

- Accenni di computazione classica (binarizzazione, sistema binario, il bit, strutture dati, porte logiche, circuito, algoritmo, istruzioni, complessità, classi di algoritmi);

- I 4 postulati della meccanica quantistica;

- Il Qubit (notazione di Dirac, base computazionale, rappresentazione di un qubit, sfera di Bloch, stati di sovrapposizione);

- Operazioni sui Qubit (prodotto scalare e proprietà, duale, norma, operazioni sugli spazi di Hilbert, prodotto esterno, autovettori e teorema spettrale, prodotto tensore);

- Quantum register (caratteristiche, stati ed entanglement);

- Porte logiche quantistiche a singolo Qubit (le porte di Pauli, la porta Hadamard, porta Lambda, porte rotazionali, altre porte logiche);

- Porte logiche quantistiche a due Qubit (porta CNOT, porte entangling, porte controllate, generare gli stati di Bell);

- Insiemi universali di porte logiche quantistiche;

- Il processo di misura (l’apparato di misura, riduzione dello stato, misure proiettive, valore di aspettazione, entanglement e misura).

L'obbiettivo del corso è quello di apprendere gli elementi base della computazione quantistica in modo da:

- Usarli per risolvere in modo quantistico algoritmi classici;

- Risolvere algoritmi classici;

- Usarli per protocolli di sicurezza informatica;

- Implementarli usando l’architettura classica.

Who this course is for:

persone interessate a conoscere questo argomento innovativo