学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate

多・博前

時間割コード
Registration Code

3211037

科目区分
Course Category

Ａ類Ⅰ（基礎科目）
Category A-1

科目名　【日本語】
Course Title

数理解析・計算機数学概論Ⅲ

科目名　【英語】
Course Title

Introduction to Computational Mathmatics and Computer Scienc

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

秋水曜日１時限
秋水曜日２時限
Fall Wed 1
Fall Wed 2

授業形態
Course style

学科・専攻
Department / Program

多元数理科学研究科

必修・選択
Required / 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。

授業の目的　【英語】
Goals of the Course

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.

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。

到達目標　【英語】
Objectives of the Course

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.

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.