квантовые компьютеры и квантовые вычисления
Регистрация на курс открыта до 7 июля 2025 г.
Цель курса
Эта шестинедельная программа предназначена для старшеклассников и знакомит их с основами и ключевыми приложениями квантовых вычислений. Каждое занятие сочетает теоретические концепции с работой в интерактивном блоковом редакторе цепочек Qiskit, что позволяет сразу применять теорию на практике и развивать интуицию через опыт.
Преподаватель
Абай Жакенов, аспирант Rutgers University, США
О преподавателе
Абай Жакенов получил степени бакалавра и магистра в Московском физико-техническом институте, где он входил в исследовательскую группу по математической физике, квантовой теории поля и струн. В настоящее время он является аспирантом Rutgers University и занимается теоретической физикой конденсированного состояния с фокусом на квантовую интегрируемость в одномерных системах.
Темы занятий
Неделя 1: Почему квантовые? Кубиты и линейная алгебра
Кубит, суперпозиция, интерференция, преимущества квантовых вычислений. Аппаратные платформы: ионные ловушки, сверхпроводники, фотоны. Основы линейной алгебры: векторы, скалярное произведение, ортонормированные базисы, нотация Дирака.
Практика: |0>→H→ измерение. Медиа: ролики по факторизации, симуляции и распределению ключей.
Неделя 2: Операторы и измерения
Линейные операторы, эрмитовость и наблюдаемые, собственные значения, правило Борна, ожидания. Практика: измерение в X-базисе (H→ измерение), предсказание и проверка вероятностей.
Неделя 3: Составные системы и матрицы плотности
Тензорное произведение, состояния Белла и GHZ, частичное измерение, смешанные состояния, свойства матрицы плотности (позитивность, след=1), декогеренция. Мини-лаборатория: смешанное состояние Белла, реконструкция матрицы плотности через инструменты Qiskit.
Неделя 4: Однокубитовые ворота и сфера Блоха
Унитарность, гейты Паули (X/Y/Z), Адамара, фазовые сдвиги, малые повороты (R_x(θ), R_z(φ)), сфера Блоха. Практика: анимация поворотов, визуализация траектории с помощью matplotlib.
Неделя 5: Многокубитовые гейты и построение цепочек
CNOT, SWAP, Тоффоли, управляемые фазовые гейты, логические таблицы. Задание: реализация по таблице истинности. Челлендж: построить CSWAP в редакторе и экспортировать код.
Неделя 6: Протоколы и алгоритмы
Телепортация и обмен запутанностью: реализация в редакторе, запуск кода. Алгоритм: Deutsch–Jozsa или Grover, симулятор vs. реальное устройство. Продолжение: Qiskit Textbook, челленджи, open-source проекты.
стоимость и финансовая помощь
Стоимость обучения на курсе составляет 1000 долларов США; вступительный взнос не требуется.
В случае принятия в летнюю школу полная оплата курса должна быть произведена до 14 июля 2025 года.
Финансовая помощь может быть предоставлена ограниченному числу участников летней школы.
кто может участвовать
Участие в летней школе открыто для всех заинтересованных учащихся 8-11 (12) классов, проживающих в любой стране. Знание английского языка является обязательным в связи с языком обучения.
регистрация
Чтобы зарегистрироваться на летнюю школу, пожалуйста, пройдите по ссылке внизу и заполните форму заявки до 7 июля 2025 года. Форма должна быть заполнена на английском языке, все документы (рекомендательное письмо, мотивационное письмо, и др.) должны быть на английском языке.
