量子コンピュータ (広くは量子情報理論) は情報の担い手として量子系を利用する情報科学です. 量子系とはミクロな世界の物理系のことです.

20世紀始めの四半世紀の間に,ミクロの世界に関する私たちの理解は根本的な変化を遂げました. そしてこのミクロの世界の物理を記述する理論として量子論が誕生しました.
ミクロの世界では日常のスケールでは経験しないような不思議な現象が起きています. そのため記述方法としての量子論は不完全なものではないかと思われてきました. 例えば一昨年のノーベル物理学賞の受賞対象となった量子もつれは, 当初から量子力学の根幹にかかわる問題と認識されていました. これが量子力学的な系が持つ特徴であることが実験的に確認されると, 基礎的な研究対象から実用的な対象へとパラダイムシフトを起こし, この量子もつれを積極的に利用することで, テレポーションや超高速の計算機など新しい情報処理が可能になりました.

このように量子コンピュータでは量子効果を直接利用するため, 量子論の理解は不可欠です. そこでは「どのような状態や測定が実現できるか」や「どのような時間変化が実現できるか」というような量子力学の基本的な性質を操作(測定)する立場から学ぶことが必要です. 幸いにもこの量子論の基礎的部分に関しては比較的簡単な線形代数で記述されます.

今回のトレランは量子力学基礎編,発展編の2期に分けて実施します. 基礎編は初学者を対象としたセミナーとして, 量子力学の基礎をちゃんと理解し, 発展編はその知識を前提として, 量子コンピュータを理解するのに必要な量子測定, 量子ビット及びその合成系の操作に必要な量子操作を理解することに目標にして以下の順に学びますます.

∞セミナー形式∞
テキストを一緒に読み進めていきます. 基本的にはテキストの内容を解説,および参加者との対話で進めたいと思います. テキスト中の数式はすべてフォローし, 練習問題は全て解くことを目標とします.

基礎編10回, 発展編10回という時間制約上,予定通りの進捗完了を保証するものではありません.