Квантовые вычисления на Python
- ISBN
- 978-5-9729-2474-5
- Кол-во страниц
- 108
- Формат
- 148х210
- Переплет
- Твердый; Полноцвет
- Год
- 2025
- Вес
- 0,239
Библиографическая запись:
Филиппов, Ф. В.
Ф53 Квантовые вычисления на Python : учебное пособие / Ф. В. Филиппов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 108 с. : ил., табл.
Рассматриваются теоретические и практические аспекты технологии квантовых вычислений. Изложение материала ведется с примерами, реализованными с использованием библиотеки Qiskit. В приложении дается краткий обзор существующих симуляторов квантовых вычислений, а также минимальные сведения об используемых математических понятиях и представлениях кубитов. Для бакалавров направлений 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», 09.03.02 «Информационные системы и технологии», 09.03.04 «Программная инженерия».
ПРЕДИСЛОВИЕ 5
1. ОСНОВЫ КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ 6
1.1. Квантовые состояния кубита 6
1.2. Квантовые схемы 9
1.3. Однокубитные гейты 10
1.4. Измерения и собственные значения операторов 20
1.5. Многокубитные системы 22
1.6. Двухкубитные гейты 24
1.7. Унитарные управляемые операции 30
1.8. Частичные измерения 31
1.9. Клонирование кубитов 31
1.10. Запутанные состояния 33
1.11. Фазовый отскок 34
1.12. Трехкубитные гейты 38
1.13. Неунитарные операции 40
1.14. Некоторые удобные операции 43
1.15. Квантовые оракулы 45
1.16. Задачи SAT 46
2. БАЗОВЫЕ КВАНТОВЫЕ СХЕМЫ 49
2.1. Сверхплотное кодирование 49
2.2. Квантовая телепортация 51
2.3. Квантовое преобразование Фурье 53
2.4. Квантовая оценка фазы 58
3. КЛАССИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ 64
3.1. Алгоритм Дойча – Йожи 64
3.2. Алгоритм Бернштейна – Вазирани 67
3.3. Алгоритм Гровера 69
3.4. Алгоритм Шора 74
4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ НА PYTHON 78
4.1. Сфера Блоха и Q-сфера 78
4.2. Основы работы c библиотекой Qiskit 84
4.3. Частичные измерения 87
4.4. Однокубитные гейты 88
4.5. Управляемые гейты 90
4.6. Преобразования Фурье 93
4.7. Квантовая оценка фазы 94
4.8. Квантовый алгоритм Гровера 96
ПРИЛОЖЕНИЯ 99
П.1. Симуляторы квантовых схем 99
П.2. Нотация Дирака 101
П.3. Представление многокубитных систем 102
П.4. Сфера Блоха с базисными векторами 103
П.5. Амплитуды вероятности кубита при различных углах θ 103
П.6. Уравнение Эйлера 104
П.7. Комплексные числа 104
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 105
