- Oggetto:
- Oggetto:
Introduzione alla computazione quantistica
- Oggetto:
Introduction to Quantum Computing
- Oggetto:
Anno accademico 2024/2025
- Codice attività didattica
- FIS0153
- Docente
- Leonardo Castellani (Titolare del corso)
- Corso di studio
- Laurea Magistrale Interateneo in Fisica dei sistemi complessi
- Anno
- 1° anno
- Periodo
- Primo Semestre
- Tipologia
- C=Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
- Erogazione
- Mista
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Orale
- Prerequisiti
-
Non sono previsti prerequisiti, le integrazioni di meccanica quantistica e algebra lineare sono svolte nel corso.No prerequisites are required, special topics in linear algebra and quantum mechanics are recalled during the course
- Propedeutico a
-
Introduzione alla informazione quantisticaIntroduction to Quantum Information
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Acquisizione delle conoscenze teoriche e introduzione alle tecniche sperimentali più importanti per la computazione quantistica.Achievement of the theoretical knowledge and introduction to the most important experimental techniques to Quantum Computing.- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Acquisizione dei principi teorici della computazione quantistica, e delle competenze nell' uso e programmazione dei calcolatori quantistici disponibili in rete.Acquiring the theroretical principles of quantum computation and being conversant with use and programming of quantum computers available online.- Oggetto:
Programma
1. Introduzione. Quantum bits, sfera di Bloch, qubits multipli, porte a singolo qubit e porte a qubits multipli.
Circuiti quantistici. Stati di Bell. Algoritmi quantistici. Cenni alla teoria dell' informazione quantistica.
2. I fondamenti della Meccanica Quantistica. Esperimenti e postulati della teoria. Formalismo: algebra lineare.
Operatore densità. Sistemi composti e traccia parziale. EPR e stati intrecciati. Disuguaglianza di Bell.
3. Crittografia a chiave pubblica, il protocollo RSA. Il piccolo teorema di Fermat. Crittografia quantistica. Teletrasporto.
4. Circuiti quantistici. Insieme di porte universali per la computazione quantistica.
5. Algoritmi quantistici, Algoritmo di Deutsch-Josza. Trasformata di Fourier Quantistica. Algoritmo di Shor
per la fattorizzazione di numeri interi. Algoritmo di Grover per la ricerca ed il conteggio di stati quantistici.1. Introduction: quantum bits, Bloch sphere, multiple qbits, single and multiple qbit gates.
Quantum circuits. Bell states. Quantum algorithms. Some notes on quantum information.
2. The formalism of quantum mechanics: linear algebra. The postulates of quantum mechanics and their
experimental justification. Density operator. Composite systems and partial trace. EPR and entaglement.
Bell inequalities.
3. Public key cryptography, RSA protocol. Little Fermat theorem. Quantum cryptography. Teletransportation of
quantum states.
4. Quantum circuits. Universal set of gates for quantum computation.
5. Quantum algorithms. Deutsch-Jozsa algorithm. Quantum Fourier transform. Shor algorithm for integer
numbers' factorization. Grover quantum state search and counting algorithms.- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Il corso si svolgera’ in presenza. La prima lezione avra’ luogo Martedi’ 26 settembre, ore 11-13
The course will take place in person. The first lesson will take place on Tuesday 26 September, 11-13- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esercizi durante il corso, esame orale
Exercises during classes, final oral exam
- Oggetto:
Attività di supporto
Uso di calcolatori quantistici in linea
Use of quantum computers online
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
M.A. Nielsen, I.L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information", Cambridge Univ. Press (2000)
D. Bouwmeester, A. Ekert, A. Zeilinger, "The Physics of Quantum Information", Springer (2000)
W. Scherer, Mathematics of Quantum Computing, Springer 2019
Note del corso di John Preskill (Caltech), http://theory.caltech.edu/~preskill/ph229/
Note del corso del docente, https://people.unipmn.it/leonardo/QCNotes.pdf
- Oggetto:
Note
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 11:00 - 13:00 Giovedì 14:00 - 16:00 Lezioni: dal 23/09/2024 al 10/01/2025
Nota: Le lezioni del martedì si terranno in aula Franzinetti.
Le lezioni del giovedì si terranno in aula D.- Registrazione
- Aperta
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