Computer Science - Informatica

Obiettivi generali: L'obiettivo del corso è fornire agli studenti i concetti fondamentali dell'informatica quantistica, che consentiranno loro di proseguire gli studi o di trovare lavoro nel settore dell'informatica quantistica. Obiettivi specifici: Questo corso ha quattro obiettivi specifici: 1. introdurre i fondamenti matematici dell'informatica quantistica necessari per comprendere le caratteristiche controintuitive degli algoritmi quantistici; 2. presentare le nozioni fondamentali dell'informatica quantistica; 3. per introdurre diversi algoritmi quantistici non banali e protocolli di comunicazione quantistica e analizzarne il comportamento; 4. per mostrare come semplici algoritmi e protocolli quantistici possono essere implementati ed eseguiti su un simulatore o su un computer quantistico. Conoscenze e comprensione: Al termine del corso, gli studenti dovrebbero essere a conoscenza e comprendere appieno le principali differenze tra computer classici e quantistici, i formalismi dei circuiti quantistici e dei bra-ket, e i principali algoritmi quantistici (di Grover, di Shor, HHL, ecc.) e protocolli (ad esempio, BB84 e teletrasporto). Inoltre, gli studenti dovrebbero essere a conoscenza delle diverse tecnologie per l'implementazione di hardware quantistico. Applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti saranno in grado di utilizzare le nozioni teoriche presentate in classe per sviluppare e/o implementare soluzioni quantistiche a problemi. Le esercitazioni pratiche al computer offriranno agli studenti un'esperienza pratica con circuiti quantistici eseguiti su simulatori o computer quantistici, a supporto dei concetti teorici esposti a lezione. Inoltre, gli studenti potranno approfondire i propri studi in autonomia consultando altro materiale sull'argomento, inclusa la letteratura scientifica. Capacità di giudizio: Gli studenti affineranno queste competenze attraverso regolari attività di problem-solving da svolgere a casa. Le conoscenze e le competenze acquisite consentiranno agli studenti di selezionare o adattare criticamente gli approcci quantistici esistenti per risolvere il problema in questione, o di sviluppare nuove tecniche quantistiche, se necessario. Gli studenti saranno in grado di valutare l'efficienza e identificare pro e contro delle loro soluzioni quantistiche. Capacità di comunicazione: Gli studenti saranno stimolati a collaborare con i loro compagni attraverso lo sviluppo, la documentazione e la risoluzione dei compiti a casa. Capacità di apprendimento: Il corso fornirà agli studenti le competenze tecniche necessarie per studiare a livello di dottorato (PhD) sia argomenti rilevanti in campi affini, quali la comunicazione quantistica e la simulazione quantistica, sia aspetti specifici dell'informatica quantistica.