量子コンピュータ入門講座


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講座の概要

講座では、plain RSA暗号を量子コンピュータ(と従来のコンピュータ)を用いて解く”Shorのalgorithm”をメインテーマに進めます。実際には
・最適化数理(Groverのアルゴリズムなど)
・量子機械学習(量子k-means法や量子SVM, 量子ニューラルネットワークなど)
など、様々な分野の量子アルゴリズムがあり、紹介する”Shorのalgorithm”は入門的な内容に過ぎません。ですが、様々なアルゴリズムをただ概観するより、一つのアルゴリズムに集中して量子アルゴリズムの考え方を紹介するほうが、今後の自学自習に役立つと考えました。
この講座を通して、量子アルゴリズムの具体的な仕組みやその評価の基礎を学ぶことで、少しでも量子コンピュータの姿に近づいてもらって、少しでも正確な理解が普及できれば幸いです。

受講にあたって

受講にあたって役に立つ知識
複素数と行列の知識、およびコンピュータの簡単な使用経験。特に以下のもの。
・複素数の計算
・ベクトルとその内積の計算
・行列の掛け算

目標
量子計算による素因数分解の解き方とその解き方の良さをある程度正確に分かるようになり、また他の量子アルゴリズムについてもその理解の仕方のヒントを得ること。

カリキュラム

1. 量子状態とそのベクトル表現
・Qubitとテンソル積, 観測と内積について。
2. 量子ゲートとunitary行列
・基本的なゲート:Pauli X, Y, Z-gate, control gate, swap gate
・Hadamard gate
・量子加算器
3. Qiskitの紹介と量子加算器の実装
4. 量子Fourier変換と位相推定
・量子Fourier変換とその実装
・位相推定と量子逆Fourier変換
・位数(a^x≡1 mod p)を位相推定で見つける。
5. plain RSA暗号とShorのalgorithm
・plain RSA暗号
・位相推定からShorのalgorithmへ
・Qiskitによる実装例
・計算量の評価

講座詳細

名称 量子コンピュータ入門
講師 内場崇之
日程 未定
場所 未定
教科書 講師オリジナルテキスト
※ テキスト代は受講料に含まれています。
受講料 34,500円
持ち物 ・anaconda 3をインストールしたPC(ダウンロードはコチラ)
特に、qiskit packageを事前にインストールされるのが望ましい(わからなければ、初日にPCを持ってきていただければ大丈夫です)。

お申込み

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講師からの一言

量子コンピュータは従来のコンピュータより「良い性能」を持つとして、その技術の進展に注目が集まっています。しかし、この「良い性能」とはどういう意味で言われているのかは、あまり浸透してはいないようにも感じます。この講座の目標は、これを暗号の解読をテーマに少しでも正確に理解できるようになることです。
量子コンピュータには
・量子ゲートを用いたもの。
・量子アニーリングを用いたもの。
があります。この講座では前者の意味での「量子アルゴリズム」の仕組みやその評価の仕方について、数学(とくに複素数・ベクトルと行列)を用いて説明出来ればと思っています*。

*** 補足 ***
* 今後量子アニーリングの講座もできればとは思っています。