Teoria quantistica della computazione

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/03
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Applicazione della meccanica quantistica a problemi computazionali. Conoscenza delle principali porte logiche a singolo qubit e a due qubit. Analisi degli algoritmi quantistici più importanti. Conoscenza dei sistemi fisici utilizzati per realizzare la computazione quantistica e i problemi sperimentali ad essi associati. Capacità di leggere e comprendere un articolo di ricerca sulla computazione quantistica.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
FIS/03 - FISICA DELLA MATERIA - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Programma
· Richiami di logica classica
· Richiami di meccanica quantistica
· Meccanica quantistica come computazione
· Computer universali e complessità computazionale
· Algoritmi quantistici di base e rappresentazione circuitale
· Trasformata di Fourier quantistica
· Algoritmo quantistico per la fattorizzazione (Shor)
· Algoritmo quantistico per la ricerca (Grover)
· Operazioni quantistiche e mappe quantistiche
· Correzione quantistica degli errori
· Realizzazioni fisiche: sistemi a due livelli, elettrodinamica quantistica in cavità, ioni intrappolati, qubit superconduttori
· Computazione tramite evoluzione adiabatica
· Recenti sviluppi riguardanti la computazione quantistica
Prerequisiti e modalità di esame
Si consiglia la conoscenza di base della meccanica (nel corso verranno comunque riproposti gli elementi della teoria quantistica necessari per poter seguire le lezioni). L'esame consiste in una prova orale in cui lo studente dimostra di avere acquisito dimestichezza con gli argomenti trattati nel corso
Metodi didattici
Modalità di frequenza: fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
Oltre alle dispense presenti sul sito del corso, sono consigliati i seguenti testi (dove possibile è segnalata la collocazione presso la Biblioteca di Fisica):

· M. A. Nielsen and I. L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information" (Cambridge University Press) Collocazione: FIS. 03.65b. 78 , FIS. 03.65b. 78BS

· N. D. Mermin, "Quantum Computer Science" (Cambridge University Press)

· S. Stenholm and K.-A. Suominen, "Quantum Approach to Informatics" (Wiley-Interscience)

· S. Haroche and J.-M. Raimond, "Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons" (Oxford Graduate Texts) Collocazione: FIS. 03.67u. 1

· J. A. Jones and D. Jaksch Quantum Information, Computation and Communication Cambridge University Press

· J. Stolze and D. Suter Quantum Computing: A Short Course from Theory to Experiment Wiley-VCH
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento via e-mail
Stanza A/5/C8 - V piano edificio LITA c/o Dipartimento di Fisica (via Celoria, 16 - 20133 Milano)