Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

Introduzione alla computazione quantistica

Oggetto:

Introduction to Quantum Computing

Oggetto:

Anno accademico 2023/2024

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 quantistica

Introduction 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 lezioniV

GiorniOreAula
Martedì11:00 - 13:00
Giovedì14:00 - 16:00

Lezioni: dal 25/09/2023 al 12/01/2024

Nota: Le lezioni del martedì si terranno in aula Franzinetti.
Le lezioni del giovedì si terranno in aula D.

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 18/10/2023 22:56
    Location: https://fisica-sc.campusnet.unito.it/robots.html
    Non cliccare qui!