量子コンピューティング 2020 春・秋学期 大学院授業
■ 授業概要と目的
量子力学は、電子や光子といったミクロな世界を 支配するもっとも基本的な物理の枠組みである。 量子力学は、半導体や超伝導物質、そして NMR(核磁気共鳴)といった現代のテクノロジ ーを影で支えている。このような量子力学を表舞 台へと引っ張り出し、量子力学の原理を積極的に 利用して計算を行うコンピュータが量子コンピュ ータである。本講義では、このような量子コンピ ュータがどのように記述され、どのような仕組み で機能し、どのような分野に活用できるかを理解 することを目指す。
前提知識
有限次元の線形代数と、初歩的な量子力学
第1回
ガイダンスと量子コンピューティングの導入
画像や写真等を多く使っているため非公開。講義内容はほとんど「驚異の量子コンピュータ：宇宙最強マシンへの挑戦」岩波科学ライブラリー に書かれた内容ですのでご一読ください。
第13回
スタビライザー形式における測定、表面符号を用いた誤り耐性量子計算（braiding）、表面符号を用いた誤り耐性量子計算（lattice surgery）、シンドローム測定と誤り訂正、実験的現状
第14回
量子プログラミング環境：IBM Q experienceを使ってみる（基本的な使い方、トフォリ演算、グローバー探索）、pythonを使ってみる（numpy、sympyを使ったブラケットの計算）、量子コンピュータシミュレーターqulacsを使ってみる。
(ブラウザ上で説明したので動画およびgithubのリンク先にあるjupyter notebookを参考にしてください)
量子物理学I・II 2020 春・夏学期
授業の目的と概要
量子力学は、電子や光子などミクロな世界を記述 するもっとも基本的な物理学の枠組みである。 20世紀初頭に量子力学が確立されて以降、半導 体、超伝導物質、そしてNMR(核磁気共鳴)な ど我々の日常生活のテクノロジーを影で支えてい る重要な枠組みである。また、最近では量子力学 の原理を積極的に利用する量子情報処理も話題に なっている。本講義では、このような量子力学に ついてその発展の歴史から、シュレーディンガー 方程式を用いた基本的な量子系の計算、そして量 子力学に違う系の原理について理解することを目 標とする。
第一回 前期量子論：プランクの輻射公式、量子化条件、光電効果、粒子性と波動性（2重スリットの実験）、ボーアの原子模型
[講義スライド] [演習問題]
第２回 シュレーディンガー方程式：波動方程式、ハミルトニアン、エネルギー固有値、エネルギー固有関数、複素確率振幅、物理量と演算子、不確定性関係
[講義スライド] [演習問題]
第３回 一次元量子系：束縛状態と散乱状態、量子トンネル効果
[講義スライド] [演習問題]
第４回 調和振動子：調和ポテンシャルの中の粒子、エルミート多項式、調和振動子の解
[講義スライド] [演習問題]
第５回 量子力学の定式化（線形代数の復習）：線型空間、線形写像、内積、ブラケット表記
[講義スライド]
理論物理学特論II 2018
理論物理学特論II
2018年後期 月曜2限 ５号館 ４０１
量子情報・量子計算 藤井啓祐
（ノートの字が汚くてすみません）
第１回：ガイダンス、量子力学の復習 [イントロ(pdf)]、[ノート(pdf)]
第２回：量子力学の復習、量子情報の導入 [ノート(pdf)]、[課題１(pdf)]
第３回：量子計算の基礎１（基本量子演算） [ノート(pdf)]
第４回：量子計算の基礎２（万能量子計算）[ノード(pdf)]、[課題2(pdf)]
第６回：量子アルゴリズム２ [ノート(pdf)]、[課題3(pdf)]
第７回：HHLアルゴリズム、量子ノイズ [ノート(pdf)]
第８回：量子誤り訂正 [ノート(pdf)]
第９回：量子誤り訂正 [ノート(pdf)]
第１０回：トポロジカル符号 [ノート(pdf)]、[課題4(pdf)]
第１１回：スタビライザー模型とトポロジカル秩序 [ノート(pdf)]
第１２回：量子計算複雑性１（BQP） [ノート(pdf)]
第１３回：量子計算複雑性２（QMA） [ノート(pdf)]、[課題5(pdf)]
第１４回：断熱量子計算 [ノート(pdf)]
第１５回：フォローアップ
その他、参考資料等は過去の集中講義ページへ
