Программирование квантовых компьютеров. Базовые алгоритмы и примеры кода

Нет в наличии

Акции и скидки Поделиться


  • Артикул:00-01036668
  • Автор: Химено-Сеговиа М., Хэрриган Н., Джонстон Э.
  • ISBN: 978-5-4461-1531-0
  • Обложка: Мягкая обложка
  • Издательство: Питер (все книги издательства)
  • Город: Санкт-Петербург
  • Страниц: 336
  • Формат: 70x100/16 (~170x240 мм)
  • Год: 2021
  • Вес: 840 г
  • Серия: Бестселлеры OReilly (все книги серии)
Развернуть ▼

Квантовые компьютеры спровоцировали новую компьютерную революцию, и у вас есть прекрасный шанс присоединиться к технологическому прорыву прямо сейчас. Разработчики, специалисты по компьютерной графике и начинающие айтишники найдут в этой книге практическую информацию по квантовым вычислениям, нужную программистам. Вместо штудирования теории и формул вы сразу займетесь конкретными задачами, демонстрирующими уникальные возможности квантовой технологии.
Эрик Джонстон, Ник Хэрриган и Мерседес Химсно-Сеговиа помогают развить необходимые навыки и интуицию, а также освоить инструментарий, необходимый для создания квантовых приложений. Вы поймете, на что способны квантовые компьютеры и как это применить в реальной жизни.

Краткое содержание
Предисловие
Глава 1. Введение
Часть I. Программирование для qpu
Глава 2. Один кубит
Глава 3. Группы кубитов
Глава 4. Квантовая телепортация
Часть II.
Примитивы qpu
Глава 5. Квантовая арифметика и логика
Глава 6. Усиление комплексной амплитуды
Глава 7. QFT: квантовое преобразование Фурье
Глава 8. Квантовая оценка фазы
Часть III. Практическое применение qpu
Глава 9. Реальные данные
Глава 10. Квантовый поиск
Глава 11. Квантовая избыточная выборка
Глава 12. Алгоритм Шора
Глава 13. Квантовое машинное обучение
ЧАСТЬ IV.
Перспективы

Оглавление

От издательства
Предисловие
Структура книги
Типографские соглашения
Благодарности
Глава 1. Введение
Необходимая подготовка
Что такое QPU
Практический подход
Учебник QCEngine
Отладка
Низкоуровневые команды QPU
Ограничения моделирования
Аппаратные ограничения
QPU и GPU: некоторые общие характеристики
Часть I. Программирование для qpu
Глава 2. Один кубит
Краткий обзор физических кубитов
Круговая запись
Размер круга
Поворот
Первые операции QPU
Команда QPU: NOT
Команда QPU: HAD
Команда QPU: READ
Команда QPU: WRITE
Практический пример: идеально случайный бит
Пример кода
Пример кода
Команды QPU: PHASE(6)
Команды QPU: ROTX(0) и ROTY(6)
COPY: недостающая операция
Объединение операций QPU
Команда QPU: ROOT-NOT
Пример кода
Практический пример: квантовая проверка защиты
Пример кода
Итоги
Глава 3. Группы кубитов
Круговая запись для многокубитных регистров
Пример кода
Изображение многокубитного регистра
Однокубитные операции в многокубитных регистрах
Чтение кубита в многокубитном регистре
Наглядное представление большего количества кубитов
Команды QPU: CNOT
Практический пример: использование пар Белла для реализации совместной случайности
Пример кода
Команды QPU: CPHASE и CZ
Приемы программирования QPU: фазовый откат
Пример кода
Команда QPU: CCNOT (вентиль Тоффоли)
Команды QPU: SWAP и CSWAP
Проверка обменом
Пример кода
Практический пример: дистанционно управляемая случайность
Пример кода
Итоги
Глава 4. Квантовая телепортация
Практический пример: первые шаги в телепортации
Пример кода
Анализ программы
Шаг 1: создание запутанной пары
Шаг 2: подготовка данных
Шаг 3.1: связывание данных с запутанной парой
Шаг 3.2: перевод кубита данных в суперпозицию
Шаг 3.3: чтение обоих кубитов Алисы
Шаг 4: получение и преобразование
Шаг 5: проверка результата
Интерпретация результатов
Как используется телепортация
Известные проблемы при телепортации
Часть II. Примитивы qpu
Глава 5. Квантовая арифметика и логика
Странно и необычно
Арифметика с QPU
Практический пример: построение операторов инкремента и декремента
Пример кода
Сложение двух квантовых целых чисел
Пример кода
Отрицательные числа
Практический пример: более сложные вычисления
Пример кода
Переход на квантовый уровень
Квантовое условное выполнение
Фазовое кодирование результата
Пример кода
Обратимость и служебные кубиты
Отмена вычислений
Отображение булевой логики на операции QPU
Базовая квантовая логика
Пример кода
Итоги
Глава 6. Усиление комплексной амплитуды
Практический пример: преобразование между фазой и амплитудой
Пример кода
Итерация усиления комплексной амплитуды
Больше итераций?
Пример кода
Инвертирование нескольких элементов
Пример кода
Использование усиления комплексной амплитуды
АА и QFT при оценке суммы
Ускорение традиционных алгоритмов с применением АА
Внутри QPU
Интуитивное понимание
Итоги
Глава 7. QFT: квантовое преобразование Фурье
Скрытые закономерности
Пример кода
QFT, DFT и FFT
Частоты в регистре QPU
Пример кода
Пример кода
DFT
Вещественные и комплексные входные данные для DFT
Подробнее о DFT
Скорость QFT
Пример кода
Пример кода
Пример кода
Внутри QPU
Интуитивное объяснение
Последовательность операций
Пример кода
Итоги
Глава 8. Квантовая оценка фазы
Получение информации об операциях QPU
Собственные фазы предоставляют полезную информацию
Что делает оценка фазы
Как пользоваться оценкой фазы
Ввод
Пример кода
Вывод
Предостережения
Выбор размера выходного регистра
Сложность
Условные операции
Оценка фазы на практике
Внутри QPU
Пример кода
Интуитивное объяснение
Операция за операцией
Итоги
Часть III. Практическое применение QPU
Глава 9Реальные данные
Нецелые данные
Пример кода
Пример кода
Кодирование векторов
Пример кода
Ограничения комплексного амплитудного кодирования
Комплексное амплитудное кодирование и круговая запись
Кодирование матриц
Как матрицы могут представляться операциями QPU
Квантовое моделирование
Глава 10. Квантовый поиск
Фазовая логика
Построение элементарных операций фазовой логики
Построение сложных команд фазовой логики
Пример кода
Решение логических головоломок
О котятах и тиграх
Пример кода
Общий рецепт для решения задач выполнимости булевых формул
Практический пример: задача выполнимости 3-SAT
Пример кода
Практический пример: невыполнимая задача 3-SAT
Пример кода
Ускорение традиционных алгоритмов
Глава 11. Квантовая избыточная выборка
Применение QPU в компьютерной графике
Традиционная избыточная выборка
Практический пример: вычисление изображений с фазовым кодированием
Пиксельный шейдер
Использование операции PHASE для рисования
Пример кода
Рисование кривых
пример кода
Выборка в изображениях с фазовым кодированием
Пример кода
Более интересное изображение
Избыточная выборка
Пример кода
QSS и традиционная выборка методом Монте-Карло
Как работает QSS
Пример кода
Добавление цветов
Итоги
Глава 12. Алгоритм Шора
Практический пример: алгоритм Шора на QPU
Пример кода
Что делает алгоритм Шора
Для чего вообще нужен QPU
Пример кода
Квантовое решение
Шаг за шагом: разложение числа 15 на простые множители
Пример кода
Шаг 1: инициализация регистров QPU
Шаг 2: перевод в квантовую суперпозицию
Шаг 3: условное умножение на 2
Шаг 4: условное умножение на 4
Шаг 5: квантовое преобразование Фурье
Шаг 6: чтение квантового результата
Шаг 7: цифровая логика
Пример кода
Шаг 8: проверка результата
Важные подробности
Вычисление остатка
Время и память
Другие значения переменной coprimes
Глава 13. Квантовое машинное обучение
Решение систем линейных уравнений
Описание и решение систем линейных уравнений
Решение линейных уравнений на QPU
Квантовый анализ главных компонент
Традиционный анализ главных компонент
РСА с QPU
Квантовый метод опорных векторов
Традиционный метод опорных векторов
SVM с QPU
Другие применения машинного обучения
Часть IV. Перспективы
Глава 14. Обзор литературы
От круговой записи к комплексным векторам
Некоторые нюансы и примечания по терминологии
Измерительный базис
Разложение и компиляция вентилей
Телепортация вентилей
Зал славы QPU
Гонка между квантовыми и традиционными компьютерами
Алгоритмы на базе оракулов
Алгоритм Дойча-Джозы
Задача Бернштейна-Вазирани
Задача Саймона
Языки квантового программирования
Перспективы квантового моделирования
Исправление ошибок и устройства NISQ
Что дальше?
Книги
Конспекты лекций
Сетевые источники информации


Оставьте отзыв о товаре
Рекомендуем
×

Диски

Журналы и бланки

Журналы для автодорог, дорожного хозяйстваЖурналы для АЗС и АЗГСЖурналы для аптекЖурналы для архивовЖурналы для аттракционовЖурналы для банковЖурналы для бассейновЖурналы для бухгалтерииЖурналы для газовых хозяйств, газораспределительных систем, ГАЗПРОМаЖурналы для гостиниц, общежитий, хостеловЖурналы для грузоподъемных механизмовЖурналы для делопроизводстваЖурналы для драгметалловЖурналы для ЖКХЖурналы для канатных дорог, фуникулеровЖурналы для кладбищЖурналы для конструкторских, научно-техническая документацияЖурналы для лесных хозяйствЖурналы для лифтовЖурналы для медицинских учрежденийЖурналы для МЧСЖурналы для нефтебазЖурналы для нефтепромысла, нефтепроводовЖурналы для образовательных учрежденийЖурналы для парикмахерских, салонов красоты, маникюрных, педикюрных кабинетовЖурналы для проверки и контроля госорганами, контролирующими организациямиЖурналы для промышленностиЖурналы для работ с повышенной опасностьюЖурналы для регулирования алкогольного рынкаЖурналы для сельских хозяйств, ветеринарииЖурналы для складовЖурналы для снегоплавильных пунктовЖурналы для стройки, строительстваЖурналы для тепловых энергоустановок, котельныхЖурналы для транспортаЖурналы для туризмаЖурналы для учреждений культуры, библиотек, музеевЖурналы для церкви, религиозных организацийЖурналы для шахт, рудников, метрополитенов, подземных сооруженийЖурналы для электроустановокЖурналы и бланки для армии, вооруженных силЖурналы и бланки для нотариусов, юристов, адвокатовЖурналы и бланки для организаций пищевого производства, общепита и пищевых блоковЖурналы и бланки для организаций, занимающихся охраной объектов и частных лицЖурналы и бланки для ФТС РФ (таможни)Журналы и бланки по экологииЖурналы и бланки, используемые в торговле, бытовом обслуживанииЖурналы и бланки, относящиеся к нескольким отраслямЖурналы по геодезии, геологииЖурналы по метрологииЖурналы по охране труда и технике безопасностиЖурналы по пожарной безопасностиЖурналы по психологииЖурналы по санитарии, проверкам СЭСЖурналы по связиЖурналы по эксплуатации зданий и сооруженийЖурналы по энергетикеЖурналы, бланки, формы для кадровых работЖурналы, бланки, формы документов для органов прокуратуры и суда, минюста, пенитенциарной системыЖурналы, бланки, формы документов МВД РФ, РосгвардииКомплекты документов и журналовОбложки для журналов и удостоверенийСамокопирующиеся бланки

Знаки безопасности, таблички, стенды

Вспомогательные знаки, таблички-наклейкиЗапрещающие знакиЗнаки для инвалидовЗнаки для уборки и сбора мусораЗнаки на автомобильЗнаки пожарной безопасностиЗнаки электробезопасностиИнформационные знаки для строительных площадокМедицинские и санитарные знакиНаклейкиПредписывающие знакиПредупреждающие знакиСтендыУказательные знакиЭвакуационные знакиЮмористические знаки

Календари

Книги

Букинистическая литератураГОСТы, ОСТыДетская литератураДомашний кругДругоеИскусство. Культура. ФилологияКниги в электронном видеКниги издательства "Комсомольская правда"Компьютеры и интернетКосмосНаука. Техника. МедицинаНормативные правовые актыОбщественные и гуманитарные наукиОхрана труда, обеспечение безопасностиПодарочные книгиПутешествия. Отдых. Хобби. СпортРелигия. Оккультизм. ЭзотерикаРостехнадзорСанПины, СП, МУ, МР, ГНСборники рецептур блюд для предприятий общественного питанияСНиП, СП, СО,СТО, РД, НП, ПБ, МДК, МДС, ВСНУчебный годХудожественная литератураЭкономическая литератураЭнциклопедии, справочники, словари

Курвиметры

Ленты с тиснением

Линейки

Авиационные и военные линейкиДетские линейкиМедицинские линейкиПортновские линейкиТехнические линейкиТрафареты с чертежными шрифтамиЧертежные линейки

Маркировочная продукция

Маркировка трубопровода "Вода"Маркировка трубопровода "Воздух"Маркировка трубопровода "Газ"Маркировка трубопровода "Жидкость"Маркировка трубопровода "Кислота"Маркировка трубопровода "Пар"Маркировка трубопровода "Прочие вещества"Маркировка трубопровода "Щелочь"

Материалы для типографии (мини-типографии)

Бумага для оргтехникиКлейПереплетные материалыПленка для печати и ламинацииФольга для тиснения

Металлические изделия (металлическая мебель, конструкции, навесы)

Металлическая мебельМеталлические изделия для дачи и дома

Носки и портянки

Одноразовая одежда

Охрана труда

Печати и штампы

Медицинские печати и штампыОснастки, самонаборные штампыПечати и штампы для бухгалтерии и делопроизводстваПечати и штампы для водителейПечать фирмы (организации, компании, подразделения, отдела)Штампы по техническому контролю, учету и хранению

Плакаты

Погоны министерств и ведомств

Подарки нашим покупателям

Полотенца

Портреты знаменитых людей

Сувениры

Бизнес сувениры, корпоративные подаркиБрелкиГимн России. Эксклюзивное графическое оформление в багетном обрамленииГудки и Рожки охотничьиЗажигалкиКружки для термопереносаКружки подарочныеПодарочные наборы игрПредметы интерьераСувениры, подарки для мужчин

Тир

Рогатки спортивные

Ткани

Товары "Юнармия"

Береты

Товары для дома и офиса

Грамоты и благодарностиИндикаторы стерилизацииКанцелярские товарыКаски, защитные очки, маскиКухонные принадлежностиОгнетушителиПланы эвакуацииСамоспасателиСредства дезинфекцииТовары для ремонтаФитолампы и прожекторыХозяйственные товарыЭлектроудлинители, тройники, катушкиЭлектроустановочные изделия

Товары для здоровья, БАДы

Аюрведические товарыСредства гигиены, косметика из минералов Мертвого моря

Товары для развития, игрушки

Бумажные модели

Товары для спорта, туризма и охоты

Походные сумки, рюкзаки и мешочки для храненияСигнальное снаряжениеТовары для фитнеса

Удостоверения, Свидетельства

Зачетные книжки, студенческие билетыУдостоверения для спортивных секцийУдостоверения рабочих различных специальностей

Упаковка, упаковочные материалы

Коробки картонные

Членские книжки

ГК, ГСК, членские книжки, пропуска и пр.Садоводческие книжки, членские книжки СНТ
;