| مدرس: دکتر مهدی دولتی | پیشنیاز: برنامهسازی پایتون |
| ترم: تابستان ۱۴۰۴ | محل برگزاری: کلاس مجازی |
| زمان ارائه: یکشنبه و سهشنبه ۱۸:۰۰ تا ۱۹:۳۰ | مشاهده: دریافت لایسنس |
رایانش کوانتومی؛ از مبانی مکانیک کوانتومی تا الگوریتمهای نوین محاسباتی
رایانش کوانتومی یکی از حوزههای پیشرفته علوم کامپیوتر است که با بهرهگیری از اصول مکانیک کوانتومی، رویکرد متفاوتی برای ذخیرهسازی و پردازش اطلاعات ارائه میکند. مفاهیمی مانند برهمنهی و درهمتنیدگی کوانتومی، مبنای طراحی الگوریتمهایی هستند که در برخی مسائل محاسباتی، ظرفیتهایی فراتر از روشهای کلاسیک فراهم میکنند. این حوزه همچنین ارتباط نزدیکی با موضوعاتی مانند پیچیدگی محاسبات، نظریه اطلاعات و رمزنگاری دارد.
درس رایانش کوانتومی با هدف آشنایی نظاممند با مبانی نظری این حوزه طراحی شده است. در این درس، ابتدا با مفاهیم پایه مکانیک کوانتومی و ابزارهای ریاضی موردنیاز، بهویژه جبر خطی، آشنا میشوید. سپس نحوه نمایش و پردازش اطلاعات کوانتومی، اصول اندازهگیری، درهمتنیدگی، گیتها و مدارهای کوانتومی را بررسی میکنید و با الگوریتمهای شناختهشدهای مانند الگوریتم شور و الگوریتم گروِر آشنا میشوید.
در ادامه، موضوعاتی مانند پیچیدگی محاسبات کوانتومی، دینامیک سیستمهای کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی بررسی میشوند. این مباحث کمک میکنند تصویری منسجم از تواناییها، محدودیتها و مبانی نظری رایانش کوانتومی به دست آورید و ارتباط آن را با الگوریتمها و نظریه محاسبات بهتر درک کنید.
در پایان این درس چه تواناییهایی کسب میکنید؟
این درس برای دانشجویان و دانشآموختگان علوم کامپیوتر، مهندسی کامپیوتر، ریاضیات و رشتههای مرتبط مناسب است؛ بهویژه افرادی که به الگوریتمها، نظریه محاسبات، اطلاعات کوانتومی یا مبانی فناوریهای نوین علاقهمندند. آموختههای این درس میتواند زمینه مناسبی برای مطالعه پیشرفتهتر رایانش کوانتومی، الگوریتمهای کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی فراهم کند.
آشنایی با جبر خطی، بهویژه مفاهیمی مانند فضای برداری، ماتریسها، ضرب داخلی و مقادیر ویژه، برای درک بهتر مطالب این درس ضروری یا بسیار کمککننده است. همچنین آشنایی مقدماتی با الگوریتمها و مبانی علوم کامپیوتر میتواند به فهم ارتباط مباحث کوانتومی با نظریه محاسبات کمک کند. از آنجا که بخشی از درس به مبانی مکانیک کوانتومی اختصاص دارد، آشنایی قبلی با این حوزه لزوماً لازم نیست؛ بااینحال، آمادگی برای کار با مفاهیم ریاضی و انتزاعی اهمیت دارد.