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Recursos de aprendizaje de computación cuántica

¡Bienvenido al repositorio de recursos de aprendizaje de computación cuántica! Este repositorio tiene como objetivo proporcionar una lista curada de recursos gratuitos para ayudarlo a aprender sobre la computación cuántica. Ya sea que sea un investigador principiante o experimentado, estos recursos pueden ayudarlo a sumergirse en el fascinante mundo de la computación cuántica. (Se agregarán más recursos a medida que los encuentre, también puede agregar más recursos)

Tabla de contenido

• Recursos de Qiskit
• Recursos de Pennylane
• Abrir HPI
• IQM
• YouTube
• MIT
• Tu Delft
• Nptel
• Individuos
• Github
• Foros de la comunidad
• Blogs y boletines

Recursos de Qiskit

La computación cuántica es un campo emocionante que aprovecha los principios de la mecánica cuántica para resolver problemas complejos de manera más eficiente que las computadoras clásicas. Involucra conceptos como superposición, enredos y puertas cuánticas. Esta sección proporciona una introducción a la computación cuántica.

Cursos

• Comprensión de la información y la computación cuántica: este curso gratuito cubre la información cuántica a un nivel matemático detallado. Únase a John Watrous mientras explora la información cuántica, los algoritmos cuánticos y cómo comprender y mitigar el ruido.
• Curso de introducción: ¿No está seguro de por dónde empezar? Este camino es para ti. Esta introducción está dirigida a audiencias de todos los orígenes. Ya sea que esté interesado en comenzar su viaje hacia la computación cuántica, o simplemente curiosamente sobre lo que se trata, este curso lo llevará de cero a uno, sin que la mano se agite.
• Comprensión de la información y el cálculo cuántico: descubra cómo podemos usar sistemas cuánticos para resolver problemas de manera más eficiente, incluidos los problemas con aplicaciones del mundo real, como la búsqueda y el factorización.
• Diseño de algoritmo variacional: este curso enseña cómo escribir algoritmos variacionales: algoritmos clásicos híbridos a corto plazo que son candidatos ideales para lograr una ventaja cuántica. También cubriremos cómo usar las primitivas de tiempo de ejecución QISKIT para optimizar la velocidad y la precisión.
• Quantum Machine Learning: ¿Quieres aprender sobre este campo emocionante y en desarrollo? Si está familiarizado con los conceptos básicos de la computación cuántica, este curso le dará una imprimación sobre el aprendizaje automático, lo guiará a través de conceptos clave y lo acelerará con desarrollos recientes.

Capítulos

• Prerrequisitos: aprenda sobre el software utilizado para escribir el libro de texto Qiskit (cuadernos Python y Jupyter), y configure su entorno para reproducir los experimentos.
• Estados cuánticos y qubits: este capítulo presenta los conceptos informáticos que exploraremos en capítulos posteriores, luego presenta conceptos cuánticos básicos.
• Múltiples qubits y enredos: con los conceptos básicos hacia abajo, este capítulo explora las consecuencias de estos nuevos efectos cuánticos y nos establece con herramientas para comprender los algoritmos cuánticos.
• Protocolos cuánticos y algoritmos cuánticos: en este capítulo, utilizamos efectos cuánticos para construir algoritmos potentes, comenzando desde simples algoritmos de prueba de concepto, hasta el famoso algoritmo de factoring de Shor (y más allá).
• Investigando el hardware cuántico utilizando pulsos de microondas: en este capítulo, obtenemos un nivel más cercano a las máquinas cuánticas reales. Aprenda sobre la física de estos dispositivos y cómo programarlos a nivel de pulsos de microondas.
• Algoritmos cuánticos para aplicaciones: si los algoritmos son la solución, ¿cuál es el problema? En este capítulo, observamos cómo podemos tomar algoritmos generales y aplicarlos a situaciones más específicas.
• Investigación del hardware cuántico utilizando circuitos cuánticos: todos los dispositivos cuánticos basados ​​en circuitos comparten algunas características y desafíos similares. En este capítulo, exploramos cómo funcionan los circuitos cuánticos en las computadoras cuánticas modernas y las formas de mejorar el rendimiento.
• Laboratorios de computación cuántica: este conjunto de laboratorios proporciona 7 ejercicios diferentes que usted (o sus alumnos) puede usar para investigar el comportamiento de las computadoras cuánticas actuales y practicar sus habilidades de codificación QISKIT.
• Juegos y demostraciones: echa un vistazo a los juegos y demostraciones creadas en el entorno de este libro de texto; ¡Genial para la enseñanza, o simplemente por diversión!

Tutoriales

• Circuitos cuánticos: ¿cómodo con la computación cuántica, pero nuevo en Qiskit? Aprenda a crear circuitos cuánticos simples y visualice los estados cuánticos.
• Circuitos avanzados: aprenda sobre las características más avanzadas de la clase QuantumCircuit de Qiskit, que incluye cómo crear puertas personalizadas y cómo usar el transpilador para optimizar sus circuitos y apuntar a diferentes dispositivos.
• Simuladores clásicos: Qiskit incluye potentes simuladores cuánticos para investigar cómo los circuitos cuánticos se comportarán en hardware ideal y ruidoso. Estos tutoriales le muestran cómo usar las características avanzadas de estos simuladores.
• Algoritmos: estos tutoriales le muestran cómo usar los algoritmos incorporados de Qiskit. Qiskit admite algoritmos clásicos como Shor's y Grover's, así como desarrollos más recientes como VQE y QAOA.
• Operadores: Aprenda cómo Qiskit representa a los operadores cuánticos y cómo podemos usarlos para construir programas cuánticos sofisticados.
• Algoritmos de muestra en Qiskit: aprenda sobre el algoritmo de estimación de fase cuántica iterativa y cómo puede programarlo en Qiskit.

Escuelas de verano

• Introducción a la computación cuántica y el hardware cuántico (2020): esta introducción al mundo de la computación cuántica explora los algoritmos cuánticos clave, así como el hardware cuántico diseñado para ejecutar estos algoritmos. Estas conferencias se publicaron por primera vez como parte de una escuela de verano intensiva de dos semanas en julio de 2020.
• Quantum Computing & Quantum Machine Learning (2021): diseñado para capacitar a la próxima generación de investigadores y desarrolladores cuánticos con las habilidades y los conocimientos para explorar aplicaciones cuánticas por su cuenta. Comenzando con un "curso de choque" introductorio en la computación cuántica, los materiales continúan sumergiéndose y explorando un área clave: el aprendizaje automático cuántico.
• Simulaciones cuánticas (2022): esta escuela de verano proporciona una introducción enfocada a la computación cuántica y sus aplicaciones a la simulación cuántica, con un enfoque específico en la química cuántica. Estas conferencias se publicaron por primera vez como parte de una escuela de verano intensiva de dos semanas en julio de 2022.

Recursos de Pennylane

Pennylane tiene algunas demostraciones increíbles y recursos de aprendizaje

Aprender programación cuántica

• Computación cuántica: la computación cuántica es un área de investigación que extiende el conjunto de leyes físicas en las que operan las computadoras clásicas al acceder a aspectos cuánticos del mundo físico, abriendo nuevas formas de procesamiento de información.

• Aprendizaje automático cuántico: estamos entrando en un momento emocionante en física cuántica y computación cuántica: los dispositivos cuánticos a corto plazo se están convirtiendo rápidamente en una realidad, accesible para todos a través de Internet. Esto, a su vez, está impulsando el desarrollo del aprendizaje automático cuántico y los circuitos cuánticos variacionales.

• Química cuántica: la química cuántica es un área de investigación centrada en calcular las propiedades de las moléculas y los materiales construidos a partir de ellas, utilizando la mecánica cuántica. Aprenda por qué la química cuántica es una de las aplicaciones líderes de la computación cuántica, y descubra sus conceptos y aplicaciones fundamentales a través de nuestra colección de artículos, tutoriales y demostraciones.

Demostraciones y tutoriales

• Demos: Tome una inmersión más profunda en la computación cuántica explorando algoritmos de vanguardia usando Pennylane y Hardware cuántico.
• Videos: Siéntese y explore el aprendizaje automático cuántico y la programación cuántica con nuestra selección curada de videos expertos.
• Libro de códigos cuántico Xanadu: use Pennylane para explorar varios temas de computación cuántica en el libro de códigos cuántico.
• Desafíos de Pennylane: Obtenga experiencia práctica con computación cuántica en Pennylane, desde química cuántica hasta aprendizaje automático cuántico, utilizando nuestros desafíos de codificación exclusivos.

Abrir HPI

Las video conferencias pueden proporcionar una forma interactiva de aprender conceptos de computación cuántica. Aquí hay una serie de video conferencias gratuitas:

• Introducción a la computación cuántica con QISKIT (con IBM Quantum): en este curso aprenderá cómo usar QISKIT para trabajar con computadoras cuánticas. Qiskit es un SDK para trabajar a nivel de pulsos, circuitos, algoritmos y módulos de aplicación.

• Optimización cuántica (con IBM Quantum): la optimización es ubicua en la industria y la investigación. Sin embargo, muchos problemas de optimización de interés son difíciles de resolver. En esta conferencia, Lucia, Julien y Daniel le muestran cómo la computación cuántica aborda los problemas de optimización combinatoria.

• Quantum Machine Learning (con IBM Quantum): en este curso, no solo aprenderemos sobre el aprendizaje automático cuántico y sus perspectivas, sino que también resolveremos tareas concretas con modelos clásicos y cuánticos. Este curso está dirigido a estudiantes, expertos y entusiastas de computación cuántica o aprendizaje automático.

IQM

Consulte su sitio web completo

• Fundamentos de la computación cuántica: nuestros módulos son de naturaleza exploratoria. Por lo tanto, experimentará activamente las diferentes ideas de la computación cuántica, sus algoritmos y sus aplicaciones.
• Aplicaciones de computación cuántica: en este módulo aprenderá sobre áreas en las que la computación cuántica promete ser efectiva y cómo puede afectar su negocio y qué acciones puede tomar para prepararse para la era cuántica.
• Algoritmos cuánticos: en este módulo aprenderá qué es un algoritmo y cómo los algoritmos cuánticos difieren de los algoritmos clásicos. Cómo los algoritmos cuánticos pueden proporcionar una aceleración sobre los algoritmos clásicos y cómo los algoritmos exitosos que pueden proporcionar valor (comercial).

YouTube

Aquí hay algunos cursos disponibles gratuitamente como una lista de reproducción de YouTube:

• Computación cuántica para lo determinado: un curso de introducción a la computación cuántica por Michael Nielson. Para trabajar a través de los videos, debe sentirse cómodo con el álgebra lineal básica y con una nueva terminología matemática asimilando

• Introducción a la ciencia de la información cuántica: en esta serie de conferencias aprenderá cómo los fenómenos cuánticos inherentemente, como la interferencia cuántica y el enredo cuántico, pueden hacer que el procesamiento de la información sea más eficiente y más seguro, incluso en presencia de ruido. También puede consultar el sitio web

• Mecánica cuántica y computación cuántica: un curso sobre mecánica cuántica y computación cuántica por Umesh Vazirani

• Quantum Machine Learning: un curso sobre aprendizaje automático cuántico, creado por Peter Wittek de la Universidad de Toronto en la primavera de 2019

• PH219/CS219 Cálculo cuántico: los temas cubiertos en 219a incluyen operadores de densidad, operaciones cuánticas, enredo cuántico, circuitos cuánticos y algoritmos cuánticos. Consulte el sitio web

• Listas de reproducción de YouTube de Qiskit: toda la lista de reproducción que Qiskit ha puesto a disposición en su canal de YouTube. Mis favoritos son la serie de seminarios de Qiskit y hablemos de Quantum . Asegúrese de verificar todo.

• Videos de YouTube de Xanadu: todos los increíbles tutoriales de Seminarios Qhack y Xanadu disponibles en YouTube.

• QC Ware: conversaciones relacionadas con la computación cuántica y las conversaciones de seminarios en línea en varios campos de computación cuántica.

• Google Quiantum AI: Bienvenido al canal oficial de YouTube para Quantum AI. Explore nuestros videos prácticos sobre la programación de computadoras cuánticas, manténgase actualizado con los últimos avances científicos o descubra nuevas herramientas para usar para su próximo proyecto cuántico. ¡Suscríbete a nuestro canal, para que no te pierdas las actualizaciones más recientes en la comunidad cuántica!

• Teoría del control de calidad: este canal fue creado para enseñar computación cuántica para la educación en línea. El material dado aquí es para estudiantes de informática y matemáticas de posgrado avanzado y pregrado. Visite el sitio web oficial del propietario del canal: Ahmet çevik

• QIP 2022: El procesamiento de información cuántica (QIP) es un campo de investigación en rápido desarrollo que abarca la física y la informática. Como su nombre lo indica, el campo extiende el procesamiento de la información (incluida la computación y la criptografía) a los regímenes físicos donde los efectos cuánticos se vuelven significativos. QIP también es el nombre de la conferencia anual más grande en el campo, con alrededor de 1000 asistentes y 500 presentaciones (a partir de 2023). Consulte el sitio web QIP

• QIP 2023: Mira los videos de conferencias de QIP 2023 aquí

• QIP 2024: Mira los videos de conferencias de QIP 2024 aquí

• Ecuaciones diferenciales: inclinar sobre ecuaciones diferenciales y sistemas dinámicos. Este es uno de mis temas favoritos en todas las matemáticas. ¡Y esto termina todos los videos para un set de dos cuartos y 60 horas de conferencias sobre matemáticas de ingeniería!

• Probabilidad y estadísticas, Harvard: Estadísticas 110 (probabilidad) ha sido enseñada en la Universidad de Harvard por Joe Blitzstein (Profesor de la Práctica en Estadísticas, Universidad de Harvard) cada año desde 2006

MIT

Los cursos ofrecidos en el MIT

• Cálculo cuántico: un curso del Prof. Peter Shor

Tu Delft

Los cursos realizados por el equipo de Tu Delft, también disponible en EDX

• Quantum 101: Computación cuántica e Internet cuántico: el objetivo de este programa es ayudarlo a ponerse al día con el progreso actual en la transición a una era de información cuántica. Después de una revisión rápida de algunos de los conceptos básicos que le permitirán comprender los principios operativos de la computación cuántica e Internet cuántico, el programa comenzará con una amplia discusión sobre algunas de las diferentes formas en que se pueden construir qubits.

• La Internet cuántica y las computadoras cuánticas: ¿cómo cambiarán el mundo?: Descubra las computadoras cuánticas y la Internet cuántica. Aprenda los principios y promesas detrás de estos desarrollos y cómo la informática cuántica y la información cuántica afectarán nuestro futuro

• El hardware de una computadora cuántica: aprenda cómo una computadora cuántica podría construirse físicamente y cómo podría controlarse.

• Arquitectura, algoritmos y protocolos de una computadora cuántica e Internet cuántico: aprenda cómo se puede operar una computadora cuántica: pasará por los conceptos básicos de los algoritmos cuánticos, la corrección de errores cuánticos, las microarquitecturas, los compiladores y los lenguajes de programación para la computación cuántica y los protocolos para Internet cuántico.

• Fundamentos de la información cuántica: la información cuántica está en el corazón de la computación cuántica: aprenda cómo se representa matemáticamente a través de circuitos cuánticos y cómo manipular el enredo cuántico con estos circuitos.

• Criptografía cuántica: Aprenda cómo la comunicación cuántica proporciona seguridad garantizada por las leyes de la naturaleza.

Nptel

El curso está disponible libremente por la plataforma en línea de NPTEL

-Troducción a la computación cuántica: algoritmos cuánticos y Qiskit, IBM e IITM: este curso proporcionará introducción a la computación cuántica, comenzando con conceptos básicos como la superposición y el enredo, para discutir el modelo de circuito cuántico de computación y algoritmos cuánticos básicos que demuestran la potencia de los bits cuánticos.

Individuos

Esto contiene publicaciones de blog de individuos

• Shtetl-Optimized: El blog de Scott Aaronson. Si no toma nada más de este blog: las computadoras cuánticas no resolverán problemas difíciles instantáneamente solo probando todas las soluciones en paralelo.

• Blogs de Zlatko Minev: es el líder técnico y gerente de los siguientes grupos en IBM Quantum - Qiskit Leap (investigación de computación cuántica) y Qiskit Metal (hardware cuántico). Su experiencia es en computación cuántica experimental y teórica, software y física fundamental y aplicada.

• Corrección de errores cuánticos por Zlatko minev: mitigación de errores cuánticos: conferencias en la escuela Boulder para materia condensada y física de materiales

• Mosta Pensamientos de Michal: Michal es un ingeniero de software cuántico. Está interesado en la estimación de recursos, la optimización, la visualización de datos y el proceso de investigación (entre otros). Utiliza este blog como una plataforma para escribir sobre los temas sobre los que vale la pena escribir :) En este momento está enfocado en la computación cuántica, pero puede esperar artículos ocasionales sobre otros temas.

• Algoritmos cuánticos: el objetivo de este libro es doble: primero, queremos cerrar la brecha entre el material introductorio en el cálculo cuántico y el material de investigación. En segundo lugar, debería poder usar este libro como recurso para algoritmos de última generación. Los lectores y académicos deben encontrar declaraciones de teoremas (junto con sus citas) y tiempos de ejecución de las mejores subrutinas cuánticas en la literatura, listas para usarse en nuevos algoritmos o aplicaciones cuánticas.

• Notas de la conferencia de Peter Shor: Notas de la conferencia para 8.370/18.435 Cálculo cuántico del otoño 2022

• Curso de computación cuántica por John Preskill: PH/CS 219A es el primer término en un curso de tres períodos sobre computación cuántica y ciencia de la información cuántica. Los temas cubiertos en 219A incluyen operadores de densidad, operaciones cuánticas, enredo cuántico, circuitos cuánticos y algoritmos cuánticos

• Cálculo cuántico de Umesh Vazirani: CS294-2: Cálculo cuántico

• Notas de conferencias de computación cuántica de Ronald de Wolfe: Este es un conjunto de notas de conferencias adecuadas para un curso maestro sobre computación cuántica e información desde la perspectiva de la informática teórica. La primera versión fue escrita en 2011, con muchas extensiones y mejoras en los años posteriores. Los primeros 10 capítulos cubren el modelo de circuito y los principales algoritmos cuánticos (Deutsch-Jozsa, Simon, Shor, Hidden Subgrups Problem, Grover, Quantum Walks, Hamiltonian Simulation y HHL)

Github

• Aprender CS: ¡camino hacia la educación autodidacta gratuita en ciencias de la computación!

Foros de la comunidad

Comprometerse con la comunidad de computación cuántica puede mejorar su experiencia de aprendizaje. Aquí hay algunos foros comunitarios donde puede hacer preguntas y conectarse con expertos:

• Exchange de pila de computación cuántica: una plataforma de preguntas y respuestas dedicada a la computación cuántica.

• Quantum Computing Reddit: un subreddit donde puede encontrar discusiones, noticias y recursos relacionados con la computación cuántica.

Blogs y boletines

Los blogs y boletines son excelentes para mantenerse actualizados con los últimos desarrollos en la computación cuántica. Aquí hay algunos recursos a seguir:

• Informe de computación cuántica: un sitio web que proporciona noticias, análisis e informes sobre computación cuántica.

• Quantum Zeitgeist: un boletín que resume los últimos acontecimientos en el mundo de la computación cuántica.

Siéntase libre de contribuir a este repositorio sugiriendo recursos adicionales o mejoras en la lista existente. ¡Feliz aprendizaje!