Bachelor 6 eme semestre |
Informatique et Communication |
Cours + exercices: Jeudi 8h15 – 11h, salle: INM10
Exercices: vendredi 14h15 – 15h, salle: INM10
ANNOUNCEMENT:
Video lectures will be posted before class Thursdays 8h15-10h. Q and A Zoom session each Thursday 10h15 – 11h:
Regular exercise Zoom session on Fridays 14h15-15h15:
| enseignant: | Nicolas Macris |
| bureau: | INR 134 |
| email: | [email protected] |
| teaching assistant: | Kirill Ivanov |
| email: | [email protected] |
| bureau: | INR 030 |
| assistant etudiants: | Alix Jeannerot and Cedric Tomasini |
| email: | [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 | |
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20 – 21 Fevrier |
Homework 1 | Solution-1 | |
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27 – 28 Fevrier |
Homework 1 continued | Solution-1 | |
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5 – 6 Mars |
Solution-2 Solution-Ex3 |
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12 – 13 Mars |
Homework-3 Graded Deadline 27 Mars In class session is cancelled today as per official instructions Hand in pdf file of scanned or latexed sols by email to [email protected] |
Solution-3 | |
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19 – 20 Mars |
Homework-3 continued Graded deadline 27 Mars Hand in pdf file of scanned or latexed sols by email to [email protected] |
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| 26-27 Mars Q&A 10h15-12h Zoom 26 Mars |
14h-15h Zoom 27 Mars |
Solution-4 |
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2 – 3 Avril Q&A Zoom 10h15-11h le 2 Avril |
Homework-5 Zoom 14h-15h le 3 Avril |
Solution-5 |
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9 Avril Alg Shor intro Homework-6 Graded deadline 24 Avril Zoom 10h15-11h Hand in pdf file of scanned or latexed sols by email to [email protected] |
10 April Easter Friday holiday |
Solution-6 | |
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10 – 17 Avril Vacances de Pâques |
Lire les slides d’introduction à NISQ-et-IBM-Q et les tutoriels sur IBM- Q experience |
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23-24 Avril Alg Shor suite analyse de laprobabilité de succès Q&A Zoom 10h15-11h |
Zoom 14h15-15h |
Solution-7
notebooks for IBM practice 3 Bernstein-Vazirani algo (or DJ) |
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30 Avril – 1 Mai Alg Shor suite et fin circuit de la QFT et de l’exponentielle modular Note 1: petite erreur dans la vidéo 5: dernière page dans l’exponentielle entourée en vert 2^(m-1) devrait être un 2^(m-2) Note 2: petite erreur ds la vidéo 6: exp[2 i \pi (j- (l-1)] devrait être exp[ i \pi 2^(j-(l-1)) ] qui vaut de toute facon 1 si j > l-1. Q&A on Zoom 10h15-11h |
Graded deadline May 8 Hand in pdf file of scanned or latexed sols by email to [email protected] Zoom 14h15-15h |
Solution-8
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7 – 8 Mai Q&A on Zoom 10h15-11h |
Zoom 14h15-15h |
Solution-9 by Simon Guilloud |
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14 -15 Mai Codes linéaires classiques, syndromes, codes de répétition quantiques, mesures, décodage Q&A on Zoom 10h15-11h |
Homework-10 IBM Q implementation Graded Deadline 29 Mai Hand in pdf file of your Qiskit notebook |
by Kirill |
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Jeudi 21 Mai Ascension pas de cours |
Vendredi 22 Mai continuation du hmw 10 (graded) Zoom 14h15-15h |
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28 – 29 Mai Codes correcteurs Suite – Code de Shor, Code de Calderbank-Steane-Shor Q&A on Zoom 10h15-11h
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Vendredi 29 Mai deadline of graded hmw 10. Hand in pdf file of your Qiskit notebook to: Zoom 14h15-15h |
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Lectures et travail complémentaire:
From Cbits to Qbits:Teaching computer scientists quantum mechanic by D. Mermin
Introduction aux IBM Q NISQ devices: NISQ-et-IBM-Q
Tutorials on: IBM Q experience
IBM Q competition 2018 jointly with the quantum optics and information class of Dr M.A.Dupertuis on “Efficient quantum algorithms for GHZ and W states, and implementation on the IBM quantum computer” See award
IBM Q competition 2019 jointly with the quantum optics and information class of Dr M.A.Dupertuis on “Bell Diagonal and Werner state generation: entanglement, non-locality, steering and discord on the IBM quantum computer” See award
Contrôle des connaissances: graded hmw and mini-project 30% + Examen final 70% (this has been updated due to special situation this year)
Examen final: une page A4 recto-verso avec un résumé personnel est permise.
Liens