学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate

理学部

時間割コード
Registration Code

0619100

科目区分
Course Category

専門科目
Specialized Courses

科目名　【日本語】
Course Title

数理解析・計算機数学Ⅲ

科目名　【英語】
Course Title

Computational Mathematics and Computer Science III

コースナンバリングコード
Course Numbering Code

担当教員　【日本語】
Instructor

LE GALL Francois Pierre M ○

担当教員　【英語】
Instructor

LE GALL Francois Pierre Marcel ○

単位数
Credits

開講期・開講時間帯
Term / Day / Period

春水曜日１時限
春水曜日２時限
Spring Wed 1
Spring Wed 2

授業形態
Course style

講義及び演習

学科・専攻
Department / Program

数理学科

必修・選択
Compulsory / Selected

選択

授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)

量子計算および、開発途上にある量子コンピュータの基礎を学ぶ。また、IBMやMicrosoftが提供している様々な「量子プログラミング言語」を用いて、量子アルゴリズムを実際にプログラミングして、シミュレータや（遠隔でアクセスできる）実機の量子コンピュータで走らせる。

In this course students will learn the basics of quantum computing and quantum computers. Using several quantum programming languages, we will write actual programs to execute quantum algorithms, and run them on simulators or real quantum computers.

授業の目的　【英語】
Goals of the Course

到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))

量子計算の基礎概念を理解できるようになる。特に、量子アルゴリズムの構築方法と解析方法を理解できるようになる。また、実際にプログラミングして、量子アルゴリズムをシミュレータや（遠隔でアクセスできる）実機の量子コンピュータで実装できるようになる。

The goal of this course is to understand the basics of quantum computing, in particular the design and analysis of quantum algorithms, and to become able to write programs to execute quantum algorithms on simulators and real quantum computers.

到達目標　【英語】
Objectives of the Course

授業の内容や構成
Course Content / Plan

量子計算の基礎を学びながら、様々な量子プログラミング言語を使用して、実際にプログラミングしてもらう。書いたプログラムはシミュレータや、IBM-Qのような（遠隔でアクセスできる）実機の量子コンピュータで走らせる予定である。

具体的な講義予定は最初の講義の際に提示するが、少なくても以下の内容を扱う予定。

1. 量子計算の基礎（量子状態、ユニタリー変換、観測）
2. 量子回路の基礎
3. 量子テレポーテーション
4. 量子探索アルゴリズム（グローバーのアルゴリズム）
5. 量子素因数分解（Shorのアルゴリズム）
6. 線形代数のための量子アルゴリズム（HHLアルゴリズム）
7. 量子暗号

While learning the basis of quantum computing, we will write programs using several quantum programing languages and execute them on simulators and real quantum computers.

Here is the tentative plan for the course (details will be given during the first lecture):

1. Basics of quantum computing (quantum states, unitary transforms, measurements）
2. Basics of quantum circuits
3. Quantum teleportation
4. Quantum search (Grover algorithm)
5. Quantum integer factoring (Shor algorithm)
6. Quantum algorithms for linear algebra (HHL algorithm)
7. Quantum cryptography

履修条件
Course Prerequisites

レベル１の知識（学部 3 年生までに学習する程度のもの）があれば十分である。

プログラミングの経験は特に必要ない（独自のプログラミング言語を使用するため）

量子力学や量子計算の事前知識も全く必要ない（必要な概念を最初から丁寧に教える）

Experience of programming, algorithms or quantum physics is not necessary.

This course is managed in Japanese.