Дополнительные сведения: учебные материалы по квантовым вычислениям

В этой статье собраны некоторые популярные ресурсы, которые могут оказаться полезными при изучении квантовых вычислений.

Ресурсы квантовых вычислений Майкрософт

Узнайте, как разрабатывать и применять решения квантовых вычислений с помощью Quantum Development Kit (QDK) и служб Azure Quantum.

• Схема обучения Azure Quantum: интерактивная, бесплатная, практическая схема обучения. В этих модулях вы узнаете о квантовых вычислениях и разработке квантовых решений с помощью Q# Azure Quantum Development Kit.
• Quantum Katas: коллекция учебных пособий по самостоятельному изучению квантового программирования на Q#.
• Видео Azure Quantum: список воспроизведения с видео объявлений Azure Quantum, демонстраций и обсуждений из Серии "Квантовые новаторы".
• Примеры кода Q#: создайте первое квантовое решение с помощью этой коллекции готовых примеров кода.
• Блог: блог, написанный разработчиками для разработчиков Q#. Вы можете прочитать последние QDK и Q# аналитические сведения, а также узнать о квантовых проблемах и объявлениях хакатонов.
• Исследовательские публикации: узнайте о последних достижениях в области квантового оборудования и алгоритмов, разработанных исследователями корпорации Майкрософт.

Эти и другие ресурсы квантовых вычислений можно найти на странице, посвященной квантовому обучению от Майкрософт.

Созданное сообществом Q# содержимое

Следующие ресурсы создаются и разрабатываются квантовым сообществом, который взволнован квантовым программированием.

Книги, созданные сообществом

• Общие сведения о квантовых вычислениях с Q# и QDK, Филип Войцишин, Springer, 2022.
• Q# Карманный гид, Мария Михайлова, О'Рейли, 2021 год. Q#Здесь обновлены примеры.
• Знакомство с Microsoft Quantum Computing для разработчиков, Джонни Хойбергс, Springer, 2021.
• Узнайте о квантовых вычислениях с помощью Python и Q# — практический подход, S. Kaiser и C. Granade. Manning Publications, 2021.

Блоги, созданные сообществом

• Awesome qsharp: открытый список кода и ресурсов Q#.
• Q# Сообщество: пространство GitHub для проектов, управляемых сообществом.

Форумы и сообщества для квантовых разработчиков

Раздел StackExchange, посвященный квантовым вычислениям: интернет-сообщество, в котором разработчики программ для квантовых компьютеров могут учиться и обмениваться знаниями.

Курсы квантовых вычислений

Ознакомьтесь со следующими учебными курсами по квантовым вычислениям.

• Квантовые вычисления сMicrosoft QDK : ряд liveProjects, которые помогут вам узнать о разработке квантового программного обеспечения путем создания комплексных проектов. Вы изучите полный потенциал квантовых вычислений для шифрования, передачи данных, реконструкции данных и т. д.

• Квантовые вычисления — блестящий курс: узнайте, как создавать квантовые алгоритмы с нуля с квантовым компьютером, имитируемым в браузере в этом курсе, созданным в сотрудничестве с квантовыми исследователями и практиками из Microsoft, X и Института квантовых сведений и вопросов Caltech (IQIM).
• Квантовые вычисления через комиксы (классы HackadayU): узнайте о концепциях квантовых вычислений и программировании алгоритмов в ходе обсуждений в классе и интуитивно понятных комиксов.

Список литературы

Следующая литература — это коллекция публикаций, охватывающих широкий спектр тем квантовых вычислений.

Квантовые вычисления для начинающих

Если вы являетесь квантовым энтузиастом и хотите начать обучение теории квантовых вычислений, следующие ресурсы предлагают такие темы, как квантовая физика, компьютерная наука и линейная алгебра.

• Нильсен, М. А. и Чуанг, И. Л. Квантовые вычисления и квантовые сведения. Квантовые вычисления и квантовые сведения. Великобритания: Кембриджский университет Пресс, 2010.
• Кей, П., Лафламм, Р., и Моска, М. Введение в квантовые вычисления. Издательство Оксфордского университета, 2007.
• Риффель, Э. Г., и Полак, У. Х. Квантовые вычисления: нежное введение. MIT Press, 2011.

Различные типы кубитов

• Сергей Бравий, Оливер Dial, Джей М. Гамбетта, Дарио Гил и Зайра Назарио. Будущее квантовых вычислений с сверхпроводящими кубитами, 2022.
• Microsoft Quantum. Гибридные устройства InAs-Al, проходящие протокол топологического разрыва, arXiv:2207.02472 [cond-mat.mes-hall], (2022).
• M Saffman. Квантовые вычисления с атомарными кубитами и взаимодействиями Ридберга: прогресс и вызовы, Журнал физики B: атомарная, молекулярная и оптическая физика, 49(20):202001, (2016).
• J. I. Cirac и P. Zoller. Квантовые вычисления с холодными ловушками ионов, Phys. Rev. Lett., 74:4091–4094 (1995).

Исправление квантовой ошибки

• Майкл Беверленд, Вэдим Kliuchnikov, и Эдди Шуте. Компиляция поверхностного кода с помощью попарно непересекающихся путей, PRX Quantum, 3:020342, (2022).
• Адам Паетцник, Кристина Кнапп, Николас Дельфоссе, Бела Бауэр, Джонгван Ха, Мэтью Б. Хастингс и Маркус да Сильва. Эффективность планарных флоке-кодов с майорановскими кубитами, 2022.
• Остин Г. Фаулер, Маттео Мариантони, Джон М. Мартинис и Эндрю Н. Клеланд. Коды поверхности: к практическим крупномасштабным квантовым вычислениям, Phys. Rev. A, 86:032324, (2012).
• Даниэль Готтесман. Введение в исправление квантовых ошибок и отказоустойчивые квантовые вычисления. В квантовой информационной науке и ее вкладе в математику, Труды симпозия по прикладной математике, том 68, страницы 13–58, (2010).

Оценка ресурсов

• М. Э. Беверленд, П. Мурали, М. Тройер, К. М. Свор, Т. Хофлер, В. Клиюченков, Г. Х. Лоу, М. Сёкен, А. Сундарам и А. Васхильо. Оценка требований к масштабированию до практических квантовых преимуществ, arXiv:2211.07629v1, 2022.
• Исаак Х. Ким, Ye-Hua Liu, Сэм Паллистер, Уильям Пол, Сэм Робертс и Энсеок Ли. Отказоустойчивая оценка ресурсов для квантового химического моделирования: на примере молекул электролита литий-ионной батареи. Phys. Rev. Research, 4:023019, апрель 2022 года.
• Джулия Меули, Матиас Зёкен, Мартин Роеттлер и Томас Хэ́нер. Активация квантовых компиляторов, осведомленных о точности, с помощью оценки символьных ресурсов Proc. Программа ACM. Lang., 4(OOPSLA), 2020.

Отказоустойчивые квантовые вычисления

• Хектор Бомбин, Крис Доусон, Райан V. Мишмаш, Наоми Никерсон, Фернандо Паставски и Сэм Робертс. Логические блоки для отказоустойчивых топологических квантовых вычислений, 2021.
• Антонио Д. Корколес, Абхинав Кандала, Али Джавади-Абхари, Дуглас Т. МакКлур, Эндрю В. Кросс, Кристан Темме, Пол Д. Нейшн, Маттиас Стеффен и Джей М. Гамбетта. Проблемы и возможности краткосрочных квантовых вычислительных систем, Журналы IEEE, 108(8):1338–1352 (2020).
• Майкл Эдвард Беверленд. К реализации квантовых компьютеров, докторскую степень, Калифорнийский институт технологий, 2016 год.
• Питер В. Шор. Отказоустойчивые квантовые вычисления. В материалах 37-й конференции по основам компьютерной науки, страницы 56–65. IEEE (1996).

Квантовая химия

• J. Тилли, Хонгсианг Чен, Шусианг Цао, Д. Пикоззи, К. Сетия, Ying Li, E. Грант, Л. Воссниг, I. Rungger, G. Бут, J. Tennyson. Вариантный Квантовый Эйгенсолвер: обзор методов и рекомендаций, arXiv:2111.05176v3 [quant-ph], 2022.
• V. von Burg, Guang Hao Low, T. Häner, D.S. Steiger, M. Reiher, M. Roetteler и M. Troyer. Квантовые вычисления усовершенствовали вычислительный катализ. Phys. Rev. Research 3, 033055 (2021).
• Бела Бауэр, Сергей Бравий, Марио Мотта и Гарнет Кин-Лик Чан. Квантовые алгоритмы квантовой химии и квантовой обработки материалов, Химические отзывы, 120(22):12685–12717 (2020).