Argomenti principali del corso

1. Introduzione al Quantum Computing: concetti fondamentali (interferenza, sovrapposizione degli stati ed entanglement) e stato dell’arte del settore
2. L’impatto della computazione quantistica nell’ambito della sicurezza, della chimica e dell’intelligenza artificiale (machine learning)
3. La complessità algoritmica: macchina di Turing e macchina di Turing quantistica
4. Elementi fondamentali di algebra lineare e postulati della meccanica quantistica
5. Il modello circuitale del calcolo quantistico
6. Algoritmi quantistici
7. Porte quantistiche: operazioni su singoli qubit e su più qubit
8. La misurazione e la regola di Born
9. Implementazione degli algoritmi quantistici: il problema di Deutsch-Jozsa
10. La trasformata quantistica di Fourier
11. L’algoritmo di Shor e la scomposizione in fattori primi
12. L’algoritmo di Grover per la ricerca in un database non strutturato
13. I criteri di DiVincenzo: architettura per la realizzazione di un computer quantistico
14. Le tecniche utilizzate per l’implementazione reale dei qubits (spin qubits, NV center qubits, superconducting qubits, topological qubits)
15. Il problema della correzione degli errori nelle implementazioni reali dei computer quantistici
16. Presentazione e introduzione all’uso di IBM Quantum Experience
17. Qiskit: un framework open source per programmare e fare ricerca sui computer quantistici
18. Implementazione di algoritmi quantistici sul processore a 5 qubit di IBM Q
19. Risorse utili per approfondire le tematiche trattate

Requisiti

Per affrontare il corso al meglio è necessaria almeno la conoscenza di alcuni concetti matematici di base come le potenze, i vettori, un po’ di trigonometria (seno e coseno) e qualche concetto basilare della probabilità. In ogni caso tutta la matematica che serve (il minimo indispensabile…) viene spiegata durante le lezioni. Non spaventatevi… non è un corso per fisici o matematici…si tratta di un corso pensato per coloro che sono professionisti dello sviluppo software o che semplicemente programmano per passione.

Se non possiedi questi requisiti, scrivici, e ti indicheremo qualche risorsa gratuita per poter studiare e poi seguire il corso quando ti senti pronto.

Se invece sei un genio in algebra lineare… allora sei pronto per partire.

Materiale Didattico

Gli studenti, durante il corso, potranno ottenere il materiale didattico fornito dal docente mediante l’accesso alla piattaforma di e-learning, Moodle, utilizzata durante le lezioni.

Il materiale didattico è costituito da slides in formato pdf, articoli di riferimento, ed eventuali video di approfondimento messi a disposizione dal docente stesso.

Verifiche sull’Apprendimento

Per ottenere l’attestato di partecipazione che certifichi l’avvenuto apprendimento degli argomenti trattati nel corso, gli allievi saranno invitati a rispondere, al termine di ogni modulo didattico, a dei quiz sulla piattaforma Moodle.