量子计算基础

MP4 |视频：h264，1920×1080 |音频：AAC，44.1 KHz
语言：英语 |时长：2小时20米

你将学到什么

• 解释叠加和纠缠等基本量子原理，以及它们与经典计算约束有何不同
• 应用线性代数、狄拉克表示法和哈密顿量来模拟量子态、门和多量子位系统的演化
• 构建 VQE 和 QAOA 等混合算法，通过将其映射到伊辛哈密顿量来解决组合优化问题
• 使用 Qiskit 对量子电路进行编程，在模拟器和真实的 IBM Quantum 硬件上运行实验，以解决 Max-Cut 问题

要求

• 技能和技能经验：

熟悉矩阵、向量和基本运算（课程使用狄拉克表示法和矩阵乘法）。对基本物理概念（例如能量、运动）的基本理解有助于理解量子现象。最终项目涉及使用 Qiskit 和 Jupyter Notebooks 在 Python 中进行编程，因此强烈建议具备基本的编码能力。

• 工具和工具设备：

 能够运行 Python 和 Jupyter Notebook 的台式机或笔记本电脑。需要访问课程材料并通过云连接到 IBM 的量子处理器。您需要创建一个 IBM Quantum 的免费帐户，才能将项目代码部署到真实硬件。

描述

您准备好超越经典二进制逻辑的限制并进入量子计算的概率世界了吗？我们正站在新计算时代的门槛上。虽然经典计算机推动了数字革命，但在面对复杂的优化问题和分子模拟时，它们遇到了困难。本课程是您从经典世界到量子前沿的桥梁。 《量子计算基础：从理论到算法》旨在带您踏上结构化的旅程——从打破经典物理学的历史性“紫外线灾难”开始，一直到在真正的 IBM 量子硬件上运行尖端算法。您将学到什么：这不仅仅是一门理论课；它也是一门理论课。它是为量子计算机提供动力的物理和代码的实用指南。我们剥离科幻小说，揭示宇宙的实际力学：信息物理学：掌握叠加、纠​​缠和干涉的反直觉原理。数学严谨性：学习使用狄拉克表示法、线性代数和哈密顿算子来表达量子力学的语言。量子的“原因”：准确理解经典图灵机失败的地方——从模拟固氮的局限性到解决 NP 难组合问题。掌握最新的 Qiskit 技术（V2 原语）。与依赖已弃用代码的旧课程不同，本课程是为现代量子开发人员构建的。您将学习使用最新的 Qiskit 2.0+ SDK 进行编程。我们特别关注新的 Primitives V2 架构，教您如何利用 SamplerV2 和 EstimatorV2 进行高效、噪声感知的执行。实践项目：解决现实世界的问题。您的学习将在一个全面的最终项目中达到高潮。您将扮演量子工程师的角色，负责解决加权最大割问题 – 从营销策略到网络设计的各个方面都使用的现实世界优化挑战。您将构建、优化和比较 NISQ（噪声中尺度量子）时代最重要的两种算法：VQE（变分量子本征解算器），使用变分原理查找基态。QAOA（量子近似优化算法）：实现交替成本层和混合层。最后，您不仅仅在模拟器上运行它。您将把优化后的参数部署到真正的 IBM 量子计算机上，见证量子力学的力量。

这是给谁的

无论您是 Python 开发人员、物理爱好者，还是希望职业生涯面向未来的学生，本课程都提供加入量子革命的基础知识和实践技能。量子的未来还没有到来；它已经在这里了。

想要超越科幻小说概念以了解真正的量子力学和物理学的科学和技术爱好者。学生和自学者正在寻找友好的、基础性的量子计算数学和理论指南，而无需博士学位。他们对“量子革命”着迷，想要了解明天的计算机将如何解决今天不可能的问题。具备基本 Python 技能，准备使用 Qiskit 编写第一个量子程序的初学者。