カリキュラム

必修科目量子情報科学基礎系科目群

量子情報概論

担当教員：山本 俊

大学院で研究を進める上で必要となる量子情報理論の基礎を学びます。まず、量子力学の基礎を簡単に復習したのち、スピンや光子などの単純な系の相関、散逸、制御や測定を一般的に記述する方法を紹介します。さらに、量子力学特有の量子もつれ（エンタングルメント）の性質や、それを元に情報科学と結びついて発展している量子情報および光による量子情報処理について紹介します。

量子計算概論

担当教員：藤井 啓祐

量子力学の原理を用いて計算を行う新たなパラダイムが量子計算である。本講義では、量子力学の復習から、量子情報の基礎を学習し、量子計算の基礎及び量子アルゴリズムについて講義する。
また、量子コンピュータを実現する上で重要となる概念、量子誤り訂正や、誤り耐性量子計算について学習し、量子計算の全体像を理解することを目的とする。

選択必修科目Ⅰ量子情報科学実装系科目群

量子制御工学

担当教員：根來 誠

量子ビットを電磁波パルスで精密制御する技術について学ぶ。1・2量子ビットゲートの実装や校正法、パルスシェイピング、ロバスト化、フロッケ制御、断熱制御、最適制御など精度向上技術、制御装置の仕組みを解説し、量子センシングへの応用を紹介する。

量子計算アプリケーション

担当教員：水上 渉

量子コンピュータをどう使うのか？本授業では、量子コンピュータの実用化が最も早いとされる物性物理・量子化学分野に特に焦点を当て、量子コンピュータの応用アルゴリズムについて学ぶことで、量子計算の基礎理論と実応用の間のギャップを埋めます。

イオントラップ・量子シミュレーション

担当教員：豊田 健二

量子情報処理で用いられる量子ビットは、原子の量子状態を理想化したものと考えられます。本講義では、この量子ビットを現実の物理系として実現する原子イオンに着目し、レーザー光をはじめとする電磁場との相互作用を通じて量子情報処理がどのように実装されるのかを学びます。基礎的な物理原理から出発し、量子コンピューティングにおける量子ゲートの構成原理について、そしてイオンを用いてさまざまな物理系を再現する量子シミュレーションなどの応用研究まで扱います。

量子ソフトウェア実装概論

担当教員：根來 誠

量子コンピュータのソフトウェア実装について理論と実践の両面から体系的に学ぶ。量子機械学習や金融応用、物理的実現法、クラウド量子計算システムについて学び、国産実機でのハンズオン実習を通じて実装力を養う。