Learn Quantum Computing For Free

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Quantum Computing -Lernressourcen

Willkommen im Quantum Computing Learning Resources Repository! Dieses Repository zielt darauf ab, eine kuratierte Liste kostenloser Ressourcen bereitzustellen, mit denen Sie über Quantencomputer erfahren können. Egal, ob Sie Anfänger oder erfahrener Forscher sind, diese Ressourcen können Ihnen dabei helfen, in die faszinierende Welt des Quantencomputers einzutauchen. (Weitere Ressourcen werden hinzugefügt, wenn ich auf sie stoße. Sie können auch mehr Ressourcen hinzufügen.)

Inhaltsverzeichnis

• Qiskit -Ressourcen
• Pennylane Resources
• Öffnen Sie HPI
• Iqm
• YouTube
• MIT
• Tu Delft
• Nptel
• Individuen
• Github
• Community -Foren
• Blogs und Newsletter

Qiskit -Ressourcen

Quantum Computing ist ein aufregendes Feld, das Prinzipien aus der Quantenmechanik nutzt, um komplexe Probleme effizienter als klassische Computer zu lösen. Es beinhaltet Konzepte wie Überlagerung, Verstrickung und Quantentore. Dieser Abschnitt enthält eine Einführung in das Quantum Computing.

Kurse

• Quanteninformationen und Berechnung verstehen: Dieser kostenlose Kurs behandelt Quanteninformationen auf detaillierter mathematischer Ebene. Treten Sie John Watrous bei, während Sie Quanteninformationen, Quantenalgorithmen und das Verständnis und die Minderung von Rauschen untersuchen.
• Einführungskurs: Nicht sicher, wo ich anfangen soll? Dieser Weg ist für Sie. Diese Einführung richtet sich an Publikum aus allen Bereichen. Egal, ob Sie Ihre Reise in Quantum Computing beginnen möchten oder nur neugierig darauf, worum es geht, dieser Kurs führt Sie von Null auf eins, ohne dass die Hand schwenkt.
• Verständnis von Quanteninformationen und Berechnung: Ermitteln Sie, wie wir Quantensysteme verwenden können, um Probleme effizienter zu lösen, einschließlich Problemen mit realen Anwendungen wie Suchen und Faktorien.
• Variationsalgorithmus-Design: In diesem Kurs werden Variationsalgorithmen geschrieben: kurzfristig, hybrid-quantumklassische Algorithmen, die ideale Kandidaten sind, um einen Quantenvorteil zu erzielen. Wir werden auch darüber abdecken, wie Sie Qiskit Runtime Primitives verwenden, um Geschwindigkeit und Genauigkeit zu optimieren.
• Quantum Machine Learning: Möchten Sie etwas über dieses aufregende, sich entwickelnde Bereich kennenlernen? Wenn Sie mit den Grundlagen von Quantum Computing vertraut sind, erhalten Sie in diesem Kurs eine Grundierung für maschinelles Lernen, führen Sie durch Schlüsselkonzepte und bringen Sie mit den jüngsten Entwicklungen auf den neuesten Stand.

Kapitel

• Voraussetzungen: Erfahren Sie mehr über die Software, mit der das Qiskit -Lehrbuch (Python- und Jupyter -Notizbücher) geschrieben wurde, und richten Sie Ihre Umgebung ein, um die Experimente zu reproduzieren.
• Quantenzustände und Qubits: In diesem Kapitel werden die Computerkonzepte eingeführt, die wir in späteren Kapiteln untersuchen und dann grundlegende Quantenkonzepte einführen.
• Mehrere Qubits und Verstrickungen: Mit den Grundlagen nach unten untersucht dieses Kapitel die Konsequenzen dieser neuen Quanteneffekte und stellt uns mit Tools vor, um Quantenalgorithmen zu verstehen.
• Quantenprotokolle und Quantenalgorithmen: In diesem Kapitel verwenden wir Quanteneffekte, um leistungsstarke Algorithmen zu erstellen, angefangen von einfachen Proof-of-Concept-Algorithmen bis hin zu Shors berühmtem Factoring-Algorithmus (und darüber hinaus).
• Untersuchung der Quantenhardware unter Verwendung von Mikrowellenimpulsen: In diesem Kapitel kommen wir den realen Quantenmaschinen näher. Erfahren Sie mehr über die Physik dieser Geräte und wie Sie sie auf der Ebene der Mikrowellenimpulse programmieren.
• Quantenalgorithmen für Anwendungen: Wenn Algorithmen die Lösung sind, was ist dann das Problem? In diesem Kapitel sehen wir uns an, wie wir allgemeine Algorithmen einnehmen und sie auf spezifischere Situationen anwenden können.
• Untersuchung der Quantenhardware unter Verwendung von Quantenschaltungen: Alle leitungsbasierten Quantengeräte haben einige ähnliche Merkmale und Herausforderungen. In diesem Kapitel untersuchen wir, wie Quantenschaltungen auf modernen Quantencomputern und Möglichkeiten zur Verbesserung der Leistung abschneiden.
• Quantum Computing Labs: Dieser Satz von Labors bietet 7 verschiedene Übungen, die Sie (oder Ihre Schüler) verwenden können, um das Verhalten aktueller Quantencomputer zu untersuchen und Ihre Qiskit -Codierungsfähigkeiten zu üben.
• Spiele und Demos: Schauen Sie sich Spiele und Demonstrationen an, die in der Umgebung dieses Lehrbuchs erstellt wurden. Ideal zum Unterrichten oder nur zum Spaß!

Tutorials

• Quantenschaltungen: Bequem mit Quantencomputer, aber neu in Qiskit? Erfahren Sie, wie Sie einfache Quantenschaltungen erstellen und Quantenzustände visualisieren.
• Erweiterte Schaltkreise: Erfahren Sie mehr über die fortgeschritteneren Funktionen der Quantumcircuit -Klasse von Qiskit, einschließlich der Erstellung von benutzerdefinierten Gates und der Verwendung des Transpilers, um Ihre Schaltungen zu optimieren und verschiedene Geräte abzuzielen.
• Klassische Simulatoren: Qiskit enthält leistungsstarke Quantensimulatoren, um zu untersuchen, wie sich Quantenschaltungen sowohl auf idealer als auch auf lautem Hardware verhalten werden. Diese Tutorials zeigen Ihnen, wie Sie die erweiterten Funktionen dieser Simulatoren verwenden.
• Algorithmen: Diese Tutorials zeigen Ihnen, wie die integrierten Algorithmen von Qiskit verwendet werden. Qiskit unterstützt klassische Algorithmen wie Shors und Grovers sowie neuere Entwicklungen wie VQE und QAOA.
• Operatoren: Erfahren Sie, wie Qiskit Quantenbetreiber darstellt und wie wir diese verwenden können, um ausgefeilte Quantenprogramme zu erstellen.
• Beispielalgorithmen in Qiskit: Erfahren Sie den iterativen Quantenphasenschätzungsalgorithmus und wie Sie ihn in Qiskit programmieren können.

Sommerschulen

• Einführung in Quantum Computing und Quantenhardware (2020): Diese Einführung in die Welt des Quantencomputers untersucht die wichtigsten Quantenalgorithmen sowie die Quantenhardware, mit der diese Algorithmen ausgeführt wurden. Diese Vorträge wurden erstmals im Rahmen einer zweiwöchigen intensiven Sommerschule im Juli 2020 veröffentlicht.
• Quantum Computing & Quantum Machine Learning (2021): Erhielt die nächste Generation von Quantenforschern und Entwicklern die Fähigkeiten und das Know-how, um Quantenanwendungen selbst zu untersuchen. Beginnend mit einem einführenden "Crash -Kurs" auf Quantum Computing tauchen die Materialien weiterhin in einen Schlüsselbereich ein und erkunden Sie sie: Quantum -maschinelles Lernen.
• Quantensimulationen (2022): Diese Sommerschule bietet eine fokussierte Einführung in Quantum Computing und seine Anwendungen für die Quantensimulation mit einem spezifischen Fokus auf die Quantenchemie. Diese Vorträge wurden erstmals im Rahmen einer zweiwöchigen intensiven Sommerschule im Juli 2022 veröffentlicht.

Pennylane Resources

Pennylane hat einige erstaunliche Demos und Lernressourcen

Quantenprogrammierung lernen

• Quantum Computing: Quantum Computing ist ein Forschungsbereich, in dem sich die klassischen Computerteile der physischen Gesetze erweitern, indem er auf Quantenaspekte der physischen Welt zugreift und neue Wege zur Verarbeitung von Informationen eröffnet.

• Quantum Machine Learning: Wir geben in eine aufregende Zeit in der Quantenphysik und der Quantenberechnung ein: kurzfristige Quantengeräte werden schnell Wirklichkeit und für alle über das Internet zugänglich. Dies treibt wiederum die Entwicklung von quanten maschinellem Lernen und Variationsquantenschaltungen vor.

• Quantenchemie: Quantenchemie ist ein Forschungsbereich, der sich auf die Berechnung der Eigenschaften von Molekülen und den aus ihnen herausgebauten Materialien unter Verwendung der Quantenmechanik konzentriert. Erfahren Sie, warum die Quantenchemie eine der führenden Anwendungen von Quantencomputer ist, und entdecken Sie ihre grundlegenden Konzepte und Anwendungen durch unsere Sammlung von Artikeln, Tutorials und Demos.

Demonstrationen und Tutorials

• Demos: Machen Sie einen tieferen Eintauchen in das Quantum Computing, indem Sie modernste Algorithmen mithilfe von Pennylane und Quantenhardware untersuchen.
• Videos: Lehnen Sie sich zurück und erkunden Sie das Quanten -maschinelle Lernen und die Quantenprogrammierung mit unserer kuratierten Auswahl an Expertenvideos.
• Xanadu Quantencodebuch: Verwenden Sie Pennylane, um verschiedene Quantencomputerthemen im Quantencodebuch zu untersuchen.
• Pennylane Challenges: Erschaffen Sie praktische Erfahrungen mit Quantum Computing in Pennylane-von der Quantenchemie bis zum Quantenmaschungslernen-unter Verwendung unserer exklusiven Coding-Herausforderungen.

Öffnen Sie HPI

Videovorträge können eine interaktive Möglichkeit bieten, Quantencomputerkonzepte zu lernen. Hier sind einige kostenlose Videovorlesungsreihen:

• Einführung in Quantencomputer mit Qiskit (mit IBM Quantum): In diesem Kurs lernen Sie, wie Sie Qiskit für die Arbeit mit Quantencomputern verwenden. Qiskit ist ein SDK für die Arbeit auf der Ebene von Impulsen, Schaltungen, Algorithmen und Anwendungsmodulen.

• Quantenoptimierung (mit IBM Quantum): Die Optimierung ist in Industrie und Forschung allgegenwärtig. Viele Interessensprobleme sind jedoch schwer zu lösen. In diesem Vortrag zeigen Lucia, Julien und Daniel Ihnen, wie Quantum Computing -Ansätze kombinatorische Optimierungsprobleme.

• Quantum -maschinelles Lernen (mit IBM Quantum): In diesem Kurs lernen wir nicht nur das Quantenmaschungslernen und seine Aussichten kennen, sondern werden auch konkrete Aufgaben mit sowohl klassischen als auch Quantenmodellen lösen. Dieser Kurs richtet sich an Studenten, Experten und Enthusiasten von Quantum Computing oder maschinellem Lernen.

Iqm

Überprüfen Sie ihre vollständige Website

• Grundlagen des Quantencomputers: Unsere Module sind explorativer Natur. Daher werden Sie aktiv die verschiedenen Ideen des Quantencomputers, seine Algorithmen und ihre Anwendungen erleben.
• Quantum Computing -Anwendungen: In diesem Modul erfahren Sie von Bereichen, in denen Quantum Computing effektiv sein kann und wie sich dies auf Ihr Unternehmen auswirken kann und welche Aktionen Sie ergreifen können, um sich auf die Quantenzeit vorzubereiten.
• Quantenalgorithmen: In diesem Modul erfahren Sie, was ein Algorithmus ist und wie sich die Quantenalgorithmen von klassischen Algorithmus unterscheiden. Wie Quantenalgorithmen können eine Geschwindigkeit über klassische Algorithmen und wie erfolgreiche Algorithmen, die (Geschäftswert) liefern können, liefern können.

YouTube

Hier sind einige online frei verfügbare Kurse als YouTube -Wiedergabeliste:

• Quantum Computing für die bestimmte: Ein Kurs zur Einführung in Quantum Computing von Michael Nielson. Um die Videos zu durcharbeiten, müssen Sie sich mit grundlegenden linearen Algebra und neuer mathematischer Terminologie vertraut machen

• Einführung in die Quanteninformation Wissenschaft: In dieser Serie von Vorträgen erfahren Sie, wie von Natur aus Quantenphänomene wie Quanteninterferenz und Quantenverstrickung die Informationsverarbeitung effizienter und sicherer machen können, selbst wenn Geräusche vorhanden sind. Kann auch die Website überprüfen

• Quantenmechanik und Quantenberechnung: Ein Verlauf der Quantenmechanik und der Quantenberechnung von Umesh Vazirani

• Quantum Machine Learning: Ein Kurs über Quantenmaschinenlernen, der von Peter Wittek von der University of Toronto im Frühjahr 2019 erstellt wurde

• PH219/CS219 Quantenberechnung: Die in 219A behandelten Themen umfassen Dichteoperatoren, Quantenoperationen, Quantenverdünnung, Quantenschaltungen und Quantenalgorithmen. Überprüfen Sie die Website

• Qiskits YouTube -Wiedergabelisten: Alle Wiedergabeliste, die Qiskit auf ihrem YouTube -Kanal zur Verfügung gestellt hat. Meine Favoriten sind die Qiskit -Seminarserie und sprechen wir über Quanten . Stellen Sie sicher, dass Sie alle überprüfen.

• Xanadus YouTube -Videos: Alle erstaunlichen Qhack -Seminare und Xanadu -Tutorials, die auf YouTube zur Verfügung gestellt wurden.

• QC -Ware: Gespräche im Zusammenhang mit Quantum Computing und Online -Seminar -Gesprächen in verschiedenen Bereichen des Quantum Computing.

• Google Quiantum AI: Willkommen im offiziellen YouTube -Kanal für Quantum AI. Erkunden Sie unsere VIDEOS-VIDEOS auf Programmierquantencomputern, bleiben Sie mit den neuesten wissenschaftlichen Durchbrüchen auf dem Laufenden oder entdecken Sie neue Tools für Ihr nächstes Quantenprojekt. Abonnieren Sie unseren Kanal, damit Sie die neuesten Updates in der Quantengemeinschaft nicht verpassen!

• QC -Theorie: Dieser Kanal wurde erstellt, um Quantum Computing für Online -Bildung zu unterrichten. Das hier angegebene Material gilt für fortgeschrittene Bachelor- und frühe Absolventen -Informatik- und Mathematikstudenten. Besuchen Sie die offizielle Website des Eigentümers des Kanals: Ahmet çevik

• QIP 2022: Quanteninformationsverarbeitung (QIP) ist ein sich schnell entwickeltes Forschungsbereich, der sowohl Physik als auch Informatik überschreitet. Wie der Name schon sagt, erweitert das Feld die Informationsverarbeitung (einschließlich Computer und Kryptographie) auf physikalische Regime, in denen Quanteneffekte signifikant werden. QIP ist auch der Name der größten Jahreskonferenz vor Ort mit rund 1000 Teilnehmern und 500 Einreichungen (ab 2023). Überprüfen Sie die Website QIP

• QIP 2023: Sehen Sie sich die Vorlesungsvideos von QIP 2023 hier an

• QIP 2024: Sehen Sie sich die Vorlesungsvideos von QIP 2024 hier an

• Differentialgleichungen: Stützen Sie sich über Differentialgleichungen und dynamische Systeme. Dies ist eines meiner Lieblingsthemen in der Mathematik. Und dies beendet alle Videos für ein zwei Viertel-60-Stunden-Vorlesungsvorträger für technische Mathematik!

• Wahrscheinlichkeit und Statistik, Harvard: Statistik 110 (Wahrscheinlichkeit) wurde seit 2006 von Joe Blitzstein (Professor der Praxis in Statistik, Harvard University) an der Harvard University unterrichtet

MIT

Die Kursarbeit am MIT angeboten

• Quantenberechnung: Ein Kurs von Prof. Peter Shor

Tu Delft

Die Kurse des TU -Delft -Teams, ebenfalls auf EDX erhältlich

• Quanten 101: Quantencomputer & Quanten -Internet: Ziel dieses Programms ist es, Ihnen zu helfen, mit dem vorliegenden Fortschritt im Übergang zu einer Quanteninformations -Ära auf dem neuesten Stand zu kommen. Nach einer kurzen Überprüfung einiger grundlegender Konzepte, mit denen Sie die Betriebsprinzipien der Quantenberechnung und das Quanten -Internet verstehen können, beginnt das Programm mit einer umfassenden Diskussion über einige der verschiedenen Arten, die Qubits erstellt werden können.

• Das Quanten -Internet und Quantencomputer: Wie werden sie die Welt verändern ?: Entdecken Sie Quantencomputer und das Quanten -Internet. Erfahren Sie die Prinzipien und Versprechen hinter diesen Entwicklungen und wie sich Quantum Computing und Quanteninformationen auf unsere Zukunft auswirken werden

• Die Hardware eines Quantencomputers: Erfahren Sie, wie ein Quantencomputer physisch erstellt werden kann und wie er gesteuert werden kann.

• Architektur, Algorithmen und Protokolle eines Quantencomputers und Quanten-Internet: Erfahren Sie, wie ein Quantencomputer betrieben werden kann

• Grundlagen der Quanteninformationen: Quanteninformationen stehen im Mittelpunkt des Quantum Computing: Erfahren Sie, wie sie mathematisch über Quantenschaltungen dargestellt werden und wie die Quantenverstrickung mit diesen Schaltungen manipuliert wird.

• Quantenkryptographie: Erfahren Sie, wie die Quantenkommunikation Sicherheit bietet, die durch die Naturgesetze garantiert werden.

Nptel

Der Kurs wird von der Online -Plattform von Nptel frei zur Verfügung gestellt

-Einführung in Quantencomputer: Quantenalgorithmen und Qiskit, IBM und IITM: Dieser Kurs liefert die Einführung in die Quantenberechnung, beginnend mit grundlegenden Konzepten wie Überlagerung und Verschränkung, um das Quantenkreismodell der Berechnung und die grundlegenden Quantenalgorithmen zu diskutieren, die die Kraft des Computers mit Quantenbits zeigen.

Individuen

Dies enthält Blog -Beiträge von Einzelpersonen

• Shtetl-optimiert: Der Blog von Scott Aaronson. Wenn Sie nichts anderes aus diesem Blog nehmen: Quantencomputer lösen keine harten Probleme sofort, indem Sie nur alle Lösungen parallel ausprobieren.

• Zlatko Minevs Blogs: Er ist der technische Leiter und Manager der folgenden Gruppen bei IBM Quantum - Qiskit Leap (Quantencomputerforschung) und Qiskit Metal (Quantenhardware). Sein Hintergrund befindet sich in experimentellen und theoretischen Quantencomputer, Software sowie grundlegende und angewandte Physik.

• Quantenfehlerkorrektur durch Zlatko Minev: Quantenfehler -Minderung: Vorlesungen an der Boulder School für kondensierte Materie und Materialphysik

• Muffige Gedanken von Michal: Michal ist ein Quantensoftware -Ingenieur. Er interessiert sich (unter anderem an Ressourcenschätzungen, Optimierung, Datenvisualisierung und Forschungsprozess. Er nutzt diesen Blog als Plattform, um über die Themen zu schreiben, über die er es wert ist, geschrieben zu werden :) Im Moment konzentriert er sich auf Quantum Computing, aber Sie können gelegentliche Artikel zu anderen Themen erwarten.

• Quantenalgorithmen: Das Ziel dieses Buches ist zweifach: Erstens möchten wir die Lücke zwischen Einführungsmaterial in Quantenberechnung und Forschungsmaterial überbrücken. Zweitens sollten Sie dieses Buch als Ressource für hochmoderne Algorithmen verwenden können. Leser und Wissenschaftler sollten Aussagen von Theoreme (zusammen mit ihren Zitaten) und Laufzeiten der besten Quanten -Subroutinen in der Literatur finden, die in neuen Quantenalgorithmen oder Anwendungen verwendet werden können.

• Vorlesungen von Peter Shor: Vorlesungen für 8.370/18.435 Quantenberechnung aus dem Herbst 2022

• Quantenberechnungskurs von John Preskill: PH/CS 219A ist der erste Begriff in einem Drei-Term-Kurs zur Quantenberechnung und der Quanteninformationswissenschaft. In 219A behandelte Themen umfassen Dichteoperatoren, Quantenoperationen, Quantenverdünnung, Quantenschaltungen und Quantenalgorithmen

• Quantenberechnung von Umesh Vazirani: CS294-2: Quantenberechnung

• Quantum Computing Lecture Notes von Ronald de Wolfe: Dies ist eine Reihe von Vorlesungsnotizen, die für einen Master -Kurs über Quantenberechnung und Informationen aus der Perspektive der theoretischen Informatik geeignet sind. Die erste Version wurde im Jahr 2011 mit vielen Erweiterungen und Verbesserungen in den folgenden Jahren geschrieben. Die ersten 10 Kapitel decken das Schaltungsmodell und die Hauptquantenalgorithmen (Deutsch-jozsa, Simon, Shor, Problem mit versteckter Untergruppe, Grover, Quantenwanderungen, Hamiltonsche Simulation und HHL) ab

Github

• Lernen Sie CS: Weg zur kostenlosen autodidaktischen Bildung in Informatik!

Community -Foren

Wenn Sie sich mit der Quantum Computing -Community befassen, können Sie Ihre Lernerfahrung verbessern. Hier sind einige Community -Foren, in denen Sie Fragen stellen und sich mit Experten verbinden können:

• Quantum Computing Stack Exchange: Eine Frage-und-Antwort-Plattform, die Quantum Computing gewidmet ist.

• Quantum Computing Reddit: Ein Subreddit, bei dem Sie Diskussionen, Nachrichten und Ressourcen im Zusammenhang mit Quantum Computing finden können.

Blogs und Newsletter

Blogs und Newsletter eignen sich hervorragend, um mit den neuesten Entwicklungen im Quantum Computing auf dem Laufenden zu bleiben. Hier sind einige Ressourcen, denen Sie folgen sollten:

• Quantum Computing Report: Eine Website, die Nachrichten, Analysen und Berichte über Quantencomputer liefert.

• Quantum Zeitgeist: Ein Newsletter, der die neuesten Ereignisse in der Welt des Quantum Computing zusammenfasst.

Fühlen Sie sich frei, zu diesem Repository beizutragen, indem Sie zusätzliche Ressourcen oder Verbesserungen der vorhandenen Liste vorschlagen. Viel Spaß beim Lernen!