Projektowanie układów kwantowych: od podstawowych bramek do użytecznych podprogramów

Projektowanie użytecznych układów kwantowych to rzemiosło, które wymaga praktyki.Ten sam algorytm można wyrazić na wiele sposobów, a wybory, które dokonujesz w zakresie rozkładu bramki, alokacji qubitów i głębokości obwodu, kształtują, czy obwód może działać na prawdziwym sprzęcie. Ten kurs przechodzi krok po kroku przez proces projektowania. Będziesz pracować przez pisemne ćwiczenia, które odzwierciedlają, w jaki sposób inżynier oprogramowania kwantowego zbudowałby obwody od bram do podprogramów do małych algorytmów.Nacisk kładzie się na rozwijanie intuicji projektowej, którą można przenieść do dowolnej struktury kwantowej. Czego się nauczysz: - Połącz bramy jedno- i dwu-kubitowe, aby stworzyć użyteczne operacje splątania - Buduj wielokrotnego użytku podprogramy kwantowe do przygotowania stanu, pomiaru i arytmetyki - Powód rozkładu bramy, optymalizacji głębokości i ponownego wykorzystania qubitów - Zastosuj kontrolowane operacje i ancilla qubits jako narzędzia do budowy obwodów - Mapuj abstrakcyjne obwody do określonych topologii sprzętowych z ograniczoną łącznością - Analizuj złożoność obwodu pod względem głębokości, liczby bramek i wymagań qubitów Kurs przebiega od podstawowych kombinacji bramek poprzez podprogramy, kontrolowane operacje, mapowanie sprzętu i analizę złożoności.Pisemne ćwiczenie na zakończenie wymaga zaprojektowania małego użytecznego obwodu kwantowego i przeanalizowania jego właściwości dla określonego celu sprzętowego. Ten kurs jest przeznaczony dla zaangażowanych początkujących z podstawowymi koncepcjami obliczeń kwantowych, w tym studentów informatyki, programistów uczących się kwantowych i badaczy badających ramy kwantowe.Nie jest wymagane wcześniejsze doświadczenie w implementacji kwantowej.Kurs traktuje projektowanie obwodów jako rzemiosło, które można rozwijać poprzez uporządkowaną praktykę.