Insegnamento INTRODUZIONE AL QUANTUM COMPUTING
| Nome del corso | Informatica |
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| Codice insegnamento | A004792 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Marco Baioletti |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2024/25 |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | INF/01 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Introduzione ai concetti di base del Quantum Computing Algoritmi per computer fault-tolerant Algoritmi per computer NISQ Esecuzione su computer reali e simulazione di circuiti quantistici Teoria dell'informazione quantistica Aspetti implementativi e fisici |
| Testi di riferimento | Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang Cambridge University Press Introduction to Classical and Quantum Computing Thomas G. Wong https://www.thomaswong.net/introduction-to-classical-and-quantum-computing-1e4p.pdf |
| Obiettivi formativi | Le principali conoscenze acquisite saranno * elementi di base del quantum computing * i più importanti algoritmi quantistici * aspetti implementativi del quantum computing Le principali abilita' acquisite saranno * risoluzione di problemi computazionali tramite i computer quantistici * essere in grado di creare ed eseguire circuiti quantistici * utilizzo di Python per la creazione, esecuzione dei circuiti e l'analisi dei risultati |
| Prerequisiti | Conoscenze di base dei corsi di matematica (in particolare algebra lineare) e informatica |
| Metodi didattici | Il corso e' organizzato come segue: * lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso * svolgimento di alcuni esercizi teorici in aula * esecuzione di circuiti quantistici su computer quantistici reali e simulati |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame consiste in una prova di tipo orale della durata di circa 30-40 minuti riguardante l'intero programma svolto a lezione: sarà richiesto allo studente di approfondire, mediante alcune domande da parte del docente, alcuni argomenti teorici visti nel corso. Tale prova ha la finalità di accertare il livello di conoscenza, la capacità di comprensione e la proprietà di linguaggio raggiunti dallo studente. Gli studenti non di madre lingua italiana possono sostenere l'esame anche in lingua francese o inglese. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Introduzione ai concetti di base del Quantum Computing: qubit, sovrapposizione, misura, entanglement, porte, circuiti Algoritmi per computer fault-tolerant: Deutsch-Josza, Bernstein-Vazirani, Simon, Grover, Shor, Quantum Walk. Simulazione di sistemi quantistici. Algoritmi per computer NISQ: Variational Quantum Eigensolver, Quantm Approximate Optimization Algorithm, Quantum Machine Learning, Quantum Annealing Esecuzione su computer reali e simulazione di circuiti quantistici Teoria dell'informazione quantistica: stati puri e misti. Matrice di densità. Errori e correzione dell'errore. No-cloning. Quantum tomography. Teletrasporto e altri protocolli basati su entanglement. Protocollo CHSH. Codifica super-densa. Protocolli per lo scambio di chiavi. Aspetti implementativi e fisici: dettagli architetturali. programmazione e compilatori. tecniche di mitigazione dell'errore. tecnologie quantistiche |