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量子コンピューティングI

科目
量子コンピューティングI
区分
メディアネットワーク学科科目群
授業コード
5392210
開設セメスター
6S
曜日・時限
秋 木/34
単位数
2単位
担当者名
相馬 正宜
授業の概要
量子力学とそこで使われる数学の基礎を演習を繰り返すことにより身につける。またそれらを応用して量子暗号の原理について学ぶ。
到達目標
量子暗号はどのような量子力学の原理に基づいているか、またどのようなアルゴリズムで動作しているかが、理解できるようになる。
授業計画
テーマ
内容
学習課題
第1回目
ガイダンス、複素数 複素数の性質について複素数について知っていることをまとめておく
第2回目
ブラベクトル、ケットベクトル、エルミート行列 複素線形空間の基礎事項の説明実線形空間について復習しておく
第3回目
問題演習 第2回目の内容に関する演習を行う第2回目の内容を復習し身につけておく
第4回目
ベクトルの内積、エルミート共役 複素線形空間の内積、エルミート共役についての説明実線形空間の内積について復習しておく
第5回目
問題演習 第4回目の内容に関する演習を行う第4回目の内容を復習し身につけておく。特に実線形空間の内積と複素線形空間の内積の違いについてまとめておく。
第6回目
エルミート行列の固有値、固有ベクトル エルミート行列の固有値、固有ベクトルの求め方についての説明エルミート行列の例をいくつか考えておく。
第7回目
問題演習 第6回目の内容に関する演習を行う第6回目の内容を復習し身につけておく。特に授業で説明された行列の固有値、固有ベクトルをもう一度自分の手で求め直しておく。
第8回目
中間テストこれまで習った内容に関するテストを行うこれまでの内容を十分復習しておく
第9回目
量子力学の公理量子力学の4つの公理について説明する量子現象の例について調べておく
第10回目
問題演習第9回目の内容に関する演習を行う第9回目の内容を復習し身につけておく。
第11回目
電子のスピンの観測電子のスピンを例にとり、量子測定について説明する。第9回目で説明した4つの量子力学の公理を暗記しておく。
第12回目
問題演習第11回目の内容に関する演習を行う第11回目の内容を復習し身につけておく。
第13回目
量子暗号量子暗号について説明する量子状態と量子測定がどのように記述されるかを確認しておく
第14回目
問題演習第13回の内容に関する演習を行う第13回目の内容を復習し身につけておく。とくに量子暗号のプロトコルをよく確認しておくこと。
第15回目
総合問題演習これまで習った内容に関する総合演習を行うこれまでの内容を十分復習しておく

教科書
とくになし
参考文献
清水明、新版量子論の基礎(サイエンス社)
成績評価方法
演習問題の提出点(30点)、中間テスト(30点)、期末テスト(40点)
(期末テストは試験期間中に実施する)
そのほか受講者への指示/メッセージ
最初は、量子力学特有の記号や考えにとまどうかもしれませんが、演習を繰り返すことによって徐々に慣れていきましょう。

更新日:02/19/2009
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