科目ナンバー

SG-MP5-2C13

履修条件・関連科目等

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

近年、量子コンピュータの実現により、量子計算の研究は実験・理論の両面において著しい発展を遂げている。量子物理学特論第一（量子情報物理学）では、量子ビット、量子回路、Deutsch–Jozsa アルゴリズムなど、量子計算の基礎的事項を学んできた。
本講義では、これらの基礎を踏まえ、量子計算に関するより発展的な理論を扱う。具体的には、万能量子計算、測定型量子計算、量子誤り訂正などを主なトピックとし、現代の量子情報処理を支える理論的枠組みについて理解を深めることを目的とする。

科目目的

人工量子系の研究に必要な基礎理論、テクニックを量子スピン系を題材として紹介する。

到達目標

人工量子系の研究に必要な基礎理論、テクニックを身につける。

授業計画と内容

講義する主な項目は以下の通りです。
第１回　計算理論の基礎
第２回　量子ビットと量子回路
第３回　混合状態の性質
第４回　量子測定
第５回　量子状態間の距離、忠実度
第６回　Gottesman-Knillの定理
第７回　万能量子計算
第８回　量子アルゴリズム(基礎)
第９回　量子アルゴリズム(応用)
第１０回　グラフ状態
第１１回　測定型量子計算
第１２回　量子ノイズと量子操作
第１３回　量子誤り訂正の基礎
第１４回　量子誤り訂正とトーリック符号

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

授業中に出題した問題を自宅で解き直しておくこと。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける／授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

PBL（課題解決型学習）

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業中に出題する演習問題を解く。

授業におけるICTの活用方法

実施しない

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

参考文献 "Quantum Computation and Quantum Information", M. A. Nielsen and I. L. Chuang著 Cambridge.

その他特記事項

参考URL