FYS9419 – Kvanteberegninger og kvantemaskinlæring

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.

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.

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

Gode matematikk-kunnskaper er nødvendig.

Andre anbefalte emner:

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

• To timer forelesning per uke

Emnet har to prosjekter som legger grunnlaget for endelig karakter

• 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

I dette emnet tilbys det ikke utsatt eksamen for eksamenskandidater som er syke før eksamen, eller som blir syke under eksamen. Det kan tilbys utsatt innleveringsfrist. Sykdommen må dokumenteres med legeattest datert senest på ordinær innleveringsdato. Du må levere legeattesten til emnets kontaktpunkt innen innleveringsfristen for hjemmeeksamen.

Det tilbys ikke ny eksamen til kandidater som trekker seg eller ikke består ordinær eksamen.