| Bachelor 6 eme semestre | Informatique et Communication |
Cours + exercices: Jeudi 8h15 – 12h spring semester, salles: INM10 et BC04.
Examen final: 19 Juin 2019 – 8h15 à 11h15 – Salle CO 1. Résumé personnel permis une page A4 recto verso.
| enseignant: | Nicolas Macris |
| bureau: | INR 134 |
| tel: | +4121 6938114 |
| email: | [email protected] |
| assistant etudiants: | Simon Guilloud, Alix Jeannerot, Sadra Boreiri |
| email: | [email protected], [email protected], [email protected] |
Objectifs
Le but du cours est de familiariser l’étudiant avec les concepts du calcul et des algorithmes quantique. Notre modèle de calcul sera celui des circuits quantiques. Ces circuits sont une extension du modèle des circuits classiques Booléens.
Après un bref exposé axiomatique de la mécanique quantique, puis des modèles des circuits classiques et quantiques, nous aborderons: les algorithmes de Deutsch et Josza, de Simon (sous groupe caché), de Shor (factorisation), de Grover (bases de données). Ensuite selon le temps disponible nous étudierons le sujet des codes correcteurs d’erreur (Calderbank-Steane-Shor, formalisme stabilisateur).
Ces sujets seront présentés de facon axiomatique et seules des connaissances élementaires d’algèbre linéaire sont requises. En particulier aucune connaissance de physique n’est nécessaire. Les étudiants auront aussi la possibilité de se familiariser avec les machines quantiques d’IBM Q à travers quelques exercices pratiques.
Bibliographie:
N. David Mermin: Quantum Computer Science, An introduction, Cambridge University press 2007. Une introduction écrite par un physicien pour des informaticiens.
Michael A. Nielsen and Isaac Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press 2000. Un livre complet et d’un niveau plus avancé.
Neil Gershenfeld, The Physics of Information Technology, Cambridge University Press 2000, Une introduction à differents phénomènes physiques (classiques et quantiques) de bases, derrière les technologies de l’information.
| Notes de cours | Series d’exercices | Corriges | |
| Brève introduction | Students that would like to improve these notes and correct the many mistakes are welcome to announce themselves. | Will be posted weekly | |
| Principes quantiques de base | homework-1 | solution-1 | |
| Modele des circuits classiques | Graded Homework 2. Deadline 14 March | solution-2-graded | |
| Modele de Deutsch des circuits quantiques | homework-3 | solution-3
ibm-q-practice-1-results |
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| Alg de Deutsch-Josza | Graded Homework 4 deadline 28 March | solution-4-graded
ibm-practice-2-results |
|
| Alg de Simon | homework-5 | solution-5
DJ-notebook.pdf entanglement-notebook.pdf |
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| Groupes et Nombres: elements | Graded homework 6 deadline 11 April | solution-6-graded | |
| Alg Shor | homework-7 | solution-7
solution-8 solution-9 solution-midterm |
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| Alg Grover | Graded homework 10 hard deadline May 23 homework-10 | solution-10 | |
| Adiabatic quantum computation: Introduction.
not for exam |
Slides on D WAVE (courtesy M. Vuffray and A. Lokhov LANL) | Grover-notebook.pdf
(by Simon Guilloud) |
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| Codes correcteurs
not for exam |
homework-12 | solution-12 | |
Lectures et travail complémentaire:
From Cbits to Qbits:Teaching computer scientists quantum mechanic by D. Mermin
Read tutorials on: IBM Q experience
IBM Q project 2018 with the quantum optics and information class of Dr M.A.Dupertuis. See award
Contrôle des connaissances: graded hmw 20% + Midterm 20% + Examen final 60%
Midterm et Examen final: une page A4 recto-verso avec un résumé personnel est permise.
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