Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Optimalizace kvantového obvodu

Jazyk výuky angličtina, čeština
Kód 9600-1036
Zkratka OKO
Název předmětu česky Optimalizace kvantového obvodu
Název předmětu anglicky Quantum circuit optimization
Garantující katedra IT4Innovations
Garant předmětu prof. RNDr. Marek Lampart, Ph.D.

Summary

Optimalizace kvantového obvodu je klíčovým předmětem, který studentům umožňuje pochopit a aplikovat principy optimalizace kvantových algoritmů a obvodů. Kurz je navržen tak, aby poskytl jak teoretický základ v oblasti návrhu a analýzy kvantových obvodů, tak praktické dovednosti při optimalizaci obvodů s ohledem na minimalizaci hloubky, počtu hradel a dalších parametrů důležitých pro efektivní implementaci na reálných kvantových zařízeních. Důraz je kladen na využití moderních nástrojů a algoritmů, jako jsou QAOA, variační kvantové algoritmy a optimalizační metody integrované v kvantových kompilátorech. Předmět je zaměřen na praktické využití při návrhu optimalizovaných obvodů v prostředích, jako je Qiskit nebo Cirq, a zahrnuje široké spektrum témat od základní syntézy obvodů až po implementaci komplexních algoritmů kompatibilních s opravou chyb. Tento kurz je navržen pro magisterské studenty se zájmem o kvantovou informatiku, kteří již mají základy kvantových algoritmů a programování.

Literature

[1] Kaye, R., Laflamme, R., & Mosca, M. (2007). An Introduction to Quantum Computing. Oxford University Press.
[2] Barenco, A., et al. (1995). "Elementary gates for quantum computation." Physical Review A, 52(5), 3457.
[3] Amy, M., Maslov, D., & Mosca, M. (2013). "Polynomial-time T-depth optimization of Clifford+T circuits via matroid partitioning." IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 32(6), 818–830.
[4] Shende, V. V., Bullock, S. S., & Markov, I. L. (2006). "Synthesis of quantum logic circuits." IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 25(6), 1000–1010.
[5] Gottesman, D. (1997). "Stabilizer codes and quantum error correction." PhD Thesis, California Institute of Technology.
[6] Qiskit Textbook. (2023). Learn Quantum Computation Using Qiskit. Online resource.

Advised literature

[1] Nielsen, M. A. (1998). Quantum Information Theory (Doctoral dissertation, The University of New Mexico).
[2] Farhi, E., Goldstone, J., & Gutmann, S. (2014). "A quantum approximate optimization algorithm." arXiv preprint arXiv:1411.4028.
[3] McClean, J. R., et al. (2016). "The theory of variational hybrid quantum-classical algorithms." New Journal of Physics, 18(2), 023023.