学部前期課程
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最終更新日：2025年4月21日
授業計画や教室は変更となる可能性があるため、必ずUTASで最新の情報を確認して下さい。
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物質・生命工学基礎ⅠＢ
量子コンピューター入門
量子コンピューターの研究は、微細加工技術が進歩し、情報処理を担う「素子」が原子レベルに近づきつつある今日、当然の流れと言えよう。「素子」が原子レベルに近づくと、その動作はニュートン力学ではなく量子力学という運動法則に支配される。そこでは、アインシュタインとボーアの論争に代表されるシュレーディンガーの猫状態やＥＰＲ相関（一種のテレパシー？？）が実際に起こる。量子コンピューターでは、これらの摩訶不思議な「量子効果」を用いて、情報のやり取りや情報処理を行う。この講義では、量子コンピューターの原理と現状についての入門的な講義を行う。
時間割／共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
31460
CAS-GC1E23L1
物質・生命工学基礎ⅠＢ
古澤 明
水曜5限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
不可
開講所属
教養学部（前期課程）
授業計画
0 講義の目標
1 量子計算機と古典計算機
1-1 古典Turing machine
1-2 量子Turing machine
1-3 Q-bitを担うもの(1)-photon-
1-4 Q-bitを担うもの(2)-spin 1/2粒子
2 論理ゲート
2-1 古典論理ゲート
2-2 量子論理ゲート
2-3 様々な量子論理ゲート
3 量子ゲートの応用
3-1 絡まった状態
3-2 Schödingerの猫
3-3 量子テレポーテーション
3-4 量子パラレリズム
3-5 Deutch-Jozsaのアルゴリズム
4 公開鍵暗号
5 ショアのアルゴリズム
5-1 量子フーリエ・逆フーリエ変換
5-2 位相推定問題
5-3 位数計算
5-4 ショアのアルゴリズムの実際
6 量子エラーコレクション
7 光を用いた量子情報処理
授業の方法
量子計算という物理と数理の境界領域で起こっていることを、1年生にも分かるように解説する。黒板を使うオーソドックスな講義が中心であるが、ビデオ等を適宜用いて理解の助けにする。
成績評価方法
前半、後半それぞれの課題に対するレポートおよび出席状況を考慮して評価を行う。
履修上の注意
4/9開講
UTOLにて講義資料をダウンロードしてください。
