Цена: 0 руб.
DOI: https://doi.org/10.25807/22224378_2024_6_76
Аннотация. В статье приведены содержание, методы и средства STEM-обучения элементам квантовой схемотехники в учебном курсе по квантовым вычислениям для студентов института информационных технологий и технологического образования направления ИС (3 курс РГПУ им. А. И. Герцена), а именно: в содержание обучения включаются алгоритмы создания квантовых схем для построения квантового состояния по его комплексным амплитудам и векторам базисных состояний. Алгоритмы используют квантовую память QRAM, адресный регистр которой содержит состояние Wngen, а также технологию квантового программирования «отмена вычислений» (uncomputing); при этом существенно используются запутанные квантовые состояния Wn и Wngen. Содержание обучения подразумевает совместное использование науки (Science), технологии (Technology), инженерия (Engineering), математика (Mathematics).
Ключевые слова: STEM-обучение, обобщенные квантовые состояния Wn
и Wngen, квадратичная, линейная и логарифмическая сложность квантовых схем, квантовые схемы квадратичной сложности для генерации состояний Wngen, отмена вычислений (uncomputing), QRAM, амплитудное кодирование, разложение Шмидта, язык квантового программирования QCL, язык программирования Haskell
Список источников
1. Фейнман Р. Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! М.: Издательство АСТ, 2017. 480 с.
2. Швецкий М. В., Кудрявцева И. А. STEM-обучение генерации запутанных квантовых состояний GHZn и Wn // Научное мнение: научный журнал / Санкт-Петербургский университетский консорциум, СПб., 2021. No 6. С. 75–85.
3. Швецкий М. В., Кудрявцева И. А. STEM-обучение генерации обобщенных квантовых состояний GHZn gen и Wn gen. // Научное мнение: научный журнал / Санкт-Петербургский университетский консорциум, 2023, 10, С. 106–119.
4. Diker F. Deterministic construction of arbitrary W states with quadratically increasing number of two-qubit gates. // ArXiv: 1606.09290v2 [quant-ph], 26 Oct, 2016.
5. Cruz D., Fournier R., Gremion F., Jeannerot A. Efficient quantum algorithms for GHZ and W states, and implementation on the IBM quantum computer. См. ArXiv: 1807.05572v1 [quant-ph], 15 Jul, 2018.
6. McClung J. Constructions and Applications of W-States. // A Major Qualifying Project
Submitted to the Faculty of Worcester Polytechnic Institute in partial fulfillment of the requirements for the Degree in Bachelor of Science in Physics and Mathematical Sciences, May 17, 2020.
7. Barenco A., Bennett C., Cleve R. Elementary gates for quantum computation // Physical Review A., March 22, 1995.
8. Химено-Сеговиа М., Хэрриган Н., Джонстон Э. Программирование квантовых компьютеров. Базовые алгоритмы и примеры кода. СПб.: Питер, 2021. 336 с.
9. Бентли Дж. Жемчужины программирования. СПб.: Питер, 2002. 272 с.
