11 октября 18.00
Детские вопросы о квантовых вычислениях. Почему лед прозрачный, а снег - белый?
Докладчик: Сысоев С.С. (СПбГУ)
Аннотация: Дети легко задают вопросы, на которые ответит далеко не всякий взрослый. Хуже всего, что вопросы эти просты и естественны, поэтому они точно будут заданы. Именно такого рода вопросы в области квантовых вычислений мы и рассмотрим в докладе (и по мере сил попробуем ответить на них). Задаются этими вопросами дети (программисты и математики), а отвечать будут физики - Ричард Фейнман, Дэвид Дойч, Хью Эверетт III, Коэн-Таннуджи и др. Примерный список вопросов:
1. Откуда берется квантовое превосходство?
2. Почему квантовый компьютер трудно сделать?
3. Откуда взялось понятие волновой функции?
4. Почему умножение на скаляр не меняет состояние?
5. Почему измерение приводит к коллапсу волновой функции?


18 октября 18.00
Продолжение доклада Сергея Сысоева
Детские вопросы о квантовых вычислениях. Почему лед прозрачный, а снег - белый?

6. Что такое кубит?
7. Зачем нам нужны комплексные числа? А можно без них?
8. Как понять, что система является кубитом?
9. Зачем нам квантовое запутывание?
10. Почему эволюция квантовой системы унитарна?
11. Почему физики иначе определяют скалярное произведение?

25 октября 18.00
KLM-протокол. Проблемы квантовых вычислений на линейной оптике
Докладчики: Черников А.А. (СПбГУ), Сысоев С.С. (СПбГУ)
Аннотация: Реализация кубитов на фотонах привлекает исследователей по многим причинам. Фотоны относительно дешевы, их проще изолировать от окружения, и они не взаимодействуют друг с другом. Последнее преимущество является также и недостатком, поскольку для запутывания кубитов на фотонах приходится организовывать их взаимодействие через вещество (оптические устройства). В 2001 году был предложен протокол, позволяющий применять двух-кубитные гейты на фотонах с использованием только линейной оптики. С реализацией таких гейтов все еще много проблем, и проблемы эти лежат уже в области математики, а не физики. Этим они и привлекли наше внимание. В докладе будет кратко рассмотрен KLM-протокол, после чего мы перейдем к задачам и вызовам, которые он ставит перед научным сообществом.

1 ноября 18.00
Атака на квантовый алгоритм поиска ближайшего
Докладчик: Карина Решетова (НАМИ, СПбГУ)
Аннотация: Автор попытается наехать на собственный метод с точки зрения оптимизации классического процессора, или машинный код - искусство, которое трудно превзойти.

15 ноября 18.00
Построение линейно-оптических схем с постселекцией, реализующих заданную квантовую операцию
Докладчик: Мария Ушакова (РКЦ)
Аннотация:
В начале 2000 годов две группы ученых практически одновременно предложили способ реализации базовых одно- и двухкубитовых гейтов (CNOT, CZ) на базе схем из линейных оптических элементов (светоделителей и фазовращателей), фотодетекторов и источников одиночных фотонов. Нелинейность действия схемы, требуемая для реализации квантовых гейтов, достигалась путем введения вспомогательных пространственных мод и дополнительных фотонов, с последующим измерением состояний фотонов в этих модах. И хотя эти схемы являются вероятностными, а также требуют введения корректирующих кодов для фазовых ошибок и потери фотонов, они вызывали общемировой интерес. В работе рассматривается подход к оптимизации линейно-оптических схем при фиксированном числе мод и фотонов в смысле наибольшей вероятности срабатывания и поиска схем с наименьшим числом базовых элементов. На примере гейта CNOT реализован алгоритм поиска оптимальных схем заданной модовой структуры, рассчитана верхняя граница вероятности срабатывания. Показаны варианты реализации для некоторых других схем (CZ, Toffoli).

22 ноября 18.00
Решение линейного уравнения методом квантового отжига
Докладчик: Владимир Шалгин.
В докладе рассматривается семейство итеративных адаптивных алгоритмов решения линейного уравнения ax=b с помощью квантового компьютера, работающего по принципу квантового отжига. Показано, что при достаточно малых ошибках в работе компьютера, алгоритмы сходятся к решению уравнения с экспоненциальной скоростью. Рассмотрены случаи малого и стремящегося к бесконечности числа кубитов. Теоретические результаты подтвердились экспериментами на квантовых компьютерах D-Wave. Доклад основан на совместной работе с С. Тихомировым.

29 ноября 18.00
Ликбез. Квантовая телепортация и криптография
Докладчик: Сергей Сысоев
Мы рассмотрим теорему о запрете клонирования, два протокола квантовой криптографии и алгоритм квантовой телепортации.

13 декабря 18.00
Вводная лекция о неравенствах Белла
Докладчик: Александр Трифанов


20 декабря 18.00
Оптимальное управление трансмон кубитами последовательностями SFQ импульсов
Докладчик: Марина Бастракова
Аннотация: Представлено нахождение оптимальной биполярной последовательности коротких импульсов напряжения, полученных при помощи устройств сверхпроводящей электроники, для реализации квантовых логических операций в трансмон-кубите с высокой точностью > 99.99% (fidelity). Нахождение последовательности реализовано: методом покоординатного спуска, генетическим алгоритмом и с помощью машинного обучения.

27 декабря 18.00
Однонаправленные вычисления
Докладчик: Иван Оглоблин

21 февраля 18.00
Обобщение алгоритма Гровера для генерации произвольных распределений
Докладчик: Артём Черников
Аннотация: В докладе будет рассмотрено расширение идеи использования двух отражений при помощи оператора-оракула для подготовки суперпозиций с произвольно заданными амплитудами. Будет представлена формула расчета количества итераций, а также техники достижения наиболее точного решения.

6 марта 18.00
Продолжение доклада Артёма Черникова
Обобщение алгоритма Гровера для генерации произвольных распределений
Аннотация: В докладе будет рассмотрено расширение идеи использования двух отражений при помощи оператора-оракула для подготовки суперпозиций с произвольно заданными амплитудами. Будет представлена формула расчета количества итераций, а также техники достижения наиболее точного решения.

13 марта 18.00
Загадочное поведение алгоритма поиска ближайшего при промежуточном измерении
Докладчик: Карина Решетова
Аннотация: В докладе будут рассмотрены проблемы алгоритма поиска ближайшего и их непредвиденное исчезновение при проведении промежуточного измерения. Приветствуется дискуссия!

20 марта 18.00
Подведение итогов хакатона
Аннотация: На семинаре планируется обсуждение и разбор задачи хакатона.

3 апреля 18.00
Параллельные вычисления и телепортация квантовых гейтов в применении к алгоритму Гровера
Докладчик: Сергей Сысоев
Аннотация: В докладе мы рассмотрим, как телепортация квантовых гейтов позволяет распараллелить квантовый алгоритм.

10 апреля 18.00
Загадочное поведение алгоритма поиска ближайшего, часть 2
Докладчик: Карина Решетова
Аннотация: В докладе будут рассмотрены результаты дополнительных экспериментов, предложенных в предыдущей части

17 апреля 18.00
Вычисления в непрерывных переменных
Докладчик: Сергей Сысоев
Аннотация: Мы начинаем обсуждение и освоение новой для нас темы - квантовых вычислений на непрерывных переменных. Пока что здесь у нас больше вопросов, чем ответов. Будем разбираться вместе. Начнем с канонической квантизации, определения непрерывных переменных и действий с ними

24 апреля 18.00
Вычисления в непрерывных переменных. Часть 2
Докладчики: Сергей Сысоев, Артём Черников
Аннотация: Продолжаем обсуждение квантовых вычислений в непрерывных переменных. В этот раз мы затронем вопросы их универсальности и применения к реальным задачам