2021年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 量子情報科学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 井上 修一郎 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | O22B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 量子情報処理の基礎を理解できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
授業形態は「対面授業」とする。 本講義では、パワーポイントを用いて図や写真を豊富に取り入れ、直感的な理解ができるように工夫する。また、関連分野の最新論文を読むことにより講義内容の理解を深める。パワーポイントで作成した講義資料は事前に配布する。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
量子力学の基礎を理解していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 量子情報に関する概説 【事前学習】量子力学の基礎を復習しておくこと。（120分） 【事後学習】量子力学と量子情報の関係についてまとめ理解を深めること。（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 量子情報処理の基礎：量子力学の基本原理のまとめと量子ビットについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第3回 | 暗号通信の基礎と量子鍵配布：現代暗号の原理のまとめと量子鍵配送について学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第4回 | 量子暗号の原理：BB84・B92量子暗号プロトコルについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第5回 | ベルの不等式と量子暗号：量子力学の非局所性を利用したE92量子暗号プロトコルについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第6回 | 量子テレポーテーション：エンタングルド光子対を利用した量子テレポーテーションについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第7回 | ベル状態検出器：量子テレポーテーションで必要となるベル状態検出器について学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第8回 | 連続変数量子テレポーテーション：スクイズド状態を利用した量子テレポーテーションについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第9回 | 量子計算の基礎１：古典回路モデルについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第10回 | 量子計算の基礎２：量子回路モデルについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第11回 | Deutsch-Jozsaのアルゴリズムについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第12回 | Groverのアルゴリズムについて学習する。 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第13回 | 周期発見問題とShorのアルゴリズムについて学習する。発表課題の提示 【事前学習】配布した講義資料を予習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義資料を復習し、理解できていない所をまとめておくこと。（120分） |
| 第14回 | 課題発表会 【事前学習】課題発表の準備をすること。（120分） 【事後学習】コメントや質問に対する解答を作成すること。（120分） |
| 第15回 | 課題発表会 レポート課題の提示 【事前学習】課題発表の準備をすること。（120分） 【事後学習】コメントや質問に対する解答を作成すること。（120分） |
その他
| 教科書 |
教科書は使用しません。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
Nielsen and Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, 2000, 1 edition
石坂智、小川朋宏、河内亮周、木村元、林正人 『量子情報科学入門』 共立出版 2012年 第3版
量子情報科学に関する教科書と量子光学の教科書を併用するとより深い理解が得られると思います。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
講義内容に関連する課題発表とレポートにより成績評価を行う。課題発表会において発表内容に対するコメントを行う。コメントを考慮したレポートを提出してもらう。 |
| 質問への対応 | いつでも研究室に来て下さい。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：駿河台校舎7号館722A室 メールアドレス：inoue.shuuichirou@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 15:00 ～ 18:00
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| 学生への メッセージ |
量子理工・物理学専攻の学生だけでなく電気・電子・情報専攻の学生も是非聴講して下さい。 |