授業の概要（ねらい）

　古典コンピュータでは現実的な時間内で解くことが困難と考えられているファイル検索や因数分解などを、量子力学の原理に従って動作するコンピュータが高速に実行できる仕組みの概要と、その仕組みを数理的に厳密に理解するための数学的基礎を学びます。
　量子コンピュータの特徴を概観し、テンソル積ベクトル空間、量子力学の公理等の数学、物理学の準備を行った後、量子コンピュータの数理モデルを定義していきます。ここで定義された基本的な量子ゲートが、量子アルゴリズムを数理的に構成するための基本的な要素となります。これらをもとにグローバーによるファイル検索のアルゴリズムとショアによる因数分解のアルゴリズムの概要を中心に学びます。
　サブテキストに書かれた単元ごとの学習の狙いに基づいてテキストを読み、各単元末の演習問題を解くことにより、その内容の理解を深める授業です。
　本科目は、情報科学専攻のディプロマポリシーの項目１に関連しています。
　

授業の到達目標

　テンソル積ベクトル空間の基礎事項を理解する。
　量子コンピュータの構成に必要な量子力学の原理をもとに量子ビットの意味を理解する。
　量子ゲートが量子ビットのテンソル積で与えられる状態として表されることを理解する。
　量子ゲートのユニタリ変換で量子コンピュータが構成されることを理解する。
　量子力学の原理に従って動作するコンピュータ上でのファイル検索のアルゴリズムと因数分解のアルゴリズムの概要を理解する。
　

成績評価の方法および基準

　科目修得試験については、６０点以上の得点を合格とします。
　科目修得試験を５割、レポート課題の評価を５割の割合で考慮して、成績を評価します。
　レポートの添削によりフィードバックを行います。
　

教科書・参考文献

準備学修の内容

　予習として、サブテキストの学習の狙いと要点の確認を読み、概要を把握してからテキストの学習に進んで下さい。各単元末に演習問題が設けてあります。復習および次の回の授業の準備として必ず解答して下さい。各回の予習復習の時間がテキスト学習の時間の概ね２倍程度となるように講義内容と演習問題を準備しています。　
　学部レベルの線形代数の知識を前提としますので、事前準備をしておいて下さい。
　量子力学、論理回路、整数論などと関連しますが、これらについては、テキストおよび指導書を参考にして、必要に応じて知識を補充して下さい。
　

その他履修上の注意事項

　レポートは手書きで作成して下さい。
　科目修得試験には、各単元末の演習問題またはその類似問題を出題します。
　

授業内容