FYS9419 – Kvanteberegninger og kvantemaskinlæring

Kort om emnet

Kvanteberegning er skjæringspunktet mellom informasjonsteknologi, matematikk og kvantefysikk, og benytter fenomener innen kvantemekanikk til å uføre beregninger som klassiske datamaskiner ikke kan utføre.

Kvantedatamaskiner er raskere enn klassiske datamaskiner og tilbyr betydelig høyere hastighet for mange naturvitenskapelige problem, fra kryptringsalgoritmer til kvantemekaniske beregninger.

I dette emnet får du presentert hvordan algoritmer innen kvanteberegning kan bli brukt til å studere kvantemekaniske systemer, og hvordan de kan bli brukt til å løse problemer innen maskinlæring. Vi utforsker sentrale begreper innen kvanteberegning, slik som superposisjon, interferens og sammenfiltring, samt å sette opp kvanteporter og konstruere kvantekretser. I tillegg vil vi diskutere nedbryting av kvanteporter, optimering av store kvantekretser og hvordan studere algoritmer innen kvantemaskinlæring. Emnet tar også for seg hvordan man kjører disse algoritmene både på klassiske og kvantedatamaskiner.

Hva lærer du?

Etter å ha fullført emnet kan du:

• bruke algoritmer innen kvanteberegning til utvalgte kvantemekaniske mangepartikkel-systemer.
• beskrive forskjellene mellom beregninger i klassiske og kvantemekaniske mange-partikkelsystemer.
• skille potensielle mål for utføring av kvante- versus klassiske algoritmer.
• implementere og sette opp kvantekretser for studier av kvantemekaniske systemer.
• kjøre algoritmer på eksisterende kvantedatamaskiner.
• forstå rollen for støy innen kvanteberegning.
• implementere sentrale maskinlæringsalgoritmer på kvantedatamaskiner.
• studere både klassiske og kvantemekaniske datasett.

Opptak til emnet

Ph.d.-kandidater ved UiO søker plass på undervisningen og melder seg til eksamen i Studentweb.

Hvis emnet har begrenset kapasitet, vil ph.d.-kandidater som har emnet i sin utdanningsplan ved UiO bli prioritert. Noen nasjonale forskerskoler kan ha egne regler for rangering av søkere til emner med begrenset kapasitet.

Ph.d.-kandidater som har opptak ved andre utdanningsinstitusjoner må innen angitt frist søke om hospitantplass.

Kapasitet: 20 studenter

Anbefalte forkunnskaper

Gode matematikk-kunnskaper er nødvendig.

Andre anbefalte emner:

• FYS3110 – Kvantemekanikk 
• FYS4480 – Kvantemekanikk for mangepartikkel systemer 
• FYS-STK4155 – Anvendt dataanalyse og maskinlæring
• MAT3420 – Kvanteberegning

Overlappende emner

• 10 studiepoeng overlapp med FYS5419 – Kvanteberegninger og kvantemaskinlæring.

Undervisning

• To ukentlige forelesninger à 45 minutter hver samt to prosjekter som legger grunnlaget for endelig karakter. 

Eksamen

• To prosjekter (maks. 10 sider per prosjekt) som blir evaluert. Hvert prosjekt teller 50% og du må bestå begge prosjektene for å bestå emnet. Prosjektene leveres i Inspera.

Ved oppgaveskriving må du gjøre det kjent med reglene for kildebruk og referanser. Ved brudd på reglene kan du bli mistenkt for forsøk på fusk.

Som eksamensforsøk i dette emnet teller også forsøk i følgende tilsvarende emner: FYS5419 – Kvanteberegninger og kvantemaskinlæring

Hjelpemidler til eksamen

Alle hjelpemidler er tillatt.

Karakterskala

Emnet bruker karakterskala bestått/ikke bestått. Les mer om karakterskalaen.

Adgang til ny eller utsatt eksamen

Det arrangeres utsatt eksamen i starten av neste semester for studenter som dokumenterer gyldig fravær fra ordinær eksamen.

Det arrangeres ny eksamen for studenter som ikke består ordinær eksamen.

Studenter som trekker seg under eksamen blir ikke tilbudt ny eksamen

Mer om eksamen ved UiO

• Kildebruk og referanser
• Tilrettelegging på eksamen
• Trekk fra eksamen
• Syk på eksamen / utsatt eksamen
• Begrunnelse og klage
• Ta eksamen på nytt
• Fusk/forsøk på fusk

Andre veiledninger og ressurser finner du på fellessiden om eksamen ved UiO.