O ovom kursu

Dobrodošli! 👋¶

Dobrodošli na interaktivni kurs Uvod u kvantnu informatiku. Kurs je osmišljen sa ciljem da približi osnovne ideje savremenog polja kvantne informatike. Kroz kurs uvešćemo i definisaćemo neke od ključnih pojmova kao što su:

• kubit,

• kvantna superpozicija,

• kvantno merenje,

• spletenost (eng. “entanglement”),

• itd ...

Kurs je hostovan na adresi: https://github.com/dzovan137/NeoplantaQUANTA ,gde je moguće direktno pristupi sadržaju koji će se širiti sa svakim poglavljem.

U ovom kursu poseban naglasak stavljamo na praktične vežbe u programskom okruženju Python, kroz Jupyter notebook, koji zahvaljujući svojoj fleksibilnosti i jednostavnosti igra veoma važnu ulogu u savremenoj fizici i računarstvu.

Potrebno predznanje¶

• osnove programskog jezika Python,

• osnove linearne algebre (vektori, matrice, ...),

• LaTeX ispisivanje formula (ukoliko želite da upotpunite Jupyter notebook beleške).

Šta ćeš naučiti?¶

Cilj ovog kursa jeste da spoznaš i razumeš¶

Osnovni matematički objekti¶

Linearna algebra sa matematičkim objektima poput vektora i matrica i pridruženim operacijama predstavlja nužni matematički okvir za kvantnu mehaniku. Sami objekti nad kojima važe pravila linearne algebre su zastupljena (i koji se pojavljuju u kvantnoj teoriji) prikazani su na slici Slika 3, poređani po složenosti.

Pogledajmo ih redom, onako kako su označeni na slici:

• Skalar ($A$): običan broj, tenzor ranga 0. Nema nijedan indeks (nijednu „nogu“), jer je potpuno određen jednom jedinom vrednošću. Kod nas će skalari najčešće biti kompleksne amplitude i verovatnoće merenja.

• Vektor ($B$): uređena kolona brojeva $B_i$, tenzor ranga 1. Potreban je jedan indeks $i$ da bismo izdvojili pojedinačni element. Stanje jednog kubita upravo ćemo zapisivati kao vektor.

• Matrica ($C$): pravougaona tablica brojeva $C_{ij}$, tenzor ranga 2. Potrebna su dva indeksa: $i$ (red) i $j$ (kolona). Kvantne kapije, tj. operacije nad kubitima, jesu matrice.

• Tenzor ($D$): uopštenje sa tri ili više indeksa, $D_{ijk}$, tenzor ranga 3 (i višeg).

Tenzori igraju veoma važnu ulogu u kvantnoj informatici, kao i u drugim oblastima fizike, ali u ovom kursu nećemo ulaziti u detalje njihove reprezentacije i zašto je bitna. Koristićemo prve tri konstrukcije: skalare, vektore i matrice. Uostalom, nije slučajno što se kvantna mehanika naziva i matričnom mehanikom: njenu prvu potpunu formulaciju dao je Heisenberg 1925. godine (a nedugo zatim razvijena je i u saradnji sa Bornom i Jordanom).

Praktični detalji¶

• 3 x 45 min + 2 x 15 min pauze

• online i uživo

• možete postavljati pitanja u svakom trenutku

• ukoliko vam kod u Python-u ne funkcioniše, slobodno prijavite

• ovaj vebsajt će biti nadopunjen sa svakom novom lekcijom