Une série de cours hebdomadaires consacrés aux principes fondamentaux de l'informatique quantique sera diffusée par webcast à partir du 6 novembre 2020, à 10 h 30 (CET). Un nouveau cours sera diffusé chaque vendredi, et ce pendant sept semaines. Organisés par CERN openlab et le programme de technologie quantique du CERN, les cours se concentreront sur les aspects pratiques de l'informatique quantique. Ils seront animés par Elias Fernandez-Combarro Alvarez, professeur associé au département d'informatique de l'Université d'Oviedo en Espagne depuis 2009 et attaché de coopération au CERN depuis le début de cette année.
L'informatique quantique est l'une des tendances les plus prometteuses dans le domaine du traitement de l'information. Ce cours présentera les principes fondamentaux du modèle de circuit quantique (les qubits, les portes et les mesures) et des algorithmes et protocoles quantiques primordiaux, y compris ceux qui peuvent être implémentés au moyen d’un petit nombre de qubits (BB84, téléportation quantique, codage super-dense, etc.) et ceux qui nécessitent des systèmes multi-qubits (Deutsch-Jozsa, Grover, Shor, etc.). Certaines des plus récentes applications d'informatique quantique dans les domaines de l'optimisation et de la simulation seront abordées (en particulier l'utilisation du recuit quantique, de l'algorithme QAOA - Quantum Approximate Optimization Algorithm - et de l'algorithme VQE - Variational Quantum Eigensolver -, ainsi que l'apprentissage automatique quantique au moyen, par exemple, de machines à vecteurs de support quantiques ou de classifieurs variationnels quantiques). Des exemples d'application de ces techniques dans des simulations chimiques et des problèmes de physique des hautes énergies seront également présentés.
Outre les aspects pratiques de l'informatique quantique, les cours aborderont également l’implémentation d'algorithmes dans des simulateurs quantiques et dans de véritables ordinateurs quantiques (tels que ceux disponibles sur IBM Quantum Experience et sur D-Wave Leap). Aucune connaissance préalable en physique quantique n'est requise, mais une bonne maîtrise de l'algèbre linéaire de base est nécessaire. De plus, il est utile d'avoir des connaissances générales sur le langage de programmation Python, mais cela n'est pas indispensable.
Voici les liens vers les enregistrement vidéos de chaque cours :
- Cours 1/7, vendredi 6 novembre : Introduction
- Cours 2/7, vendredi 13 novembre : One and two-qubit systems (Part 1)
- Cours 3/7, vendredi 20 novembre : One and two-qubit systems (Part 2)
- Cours 4/7, vendredi 27 novembre : Multiqubit systems
- Cours 5/7, vendredi 4 décembre : Quantum algorithms for combinatorial optimization
- Cours 6/7, vendredi 11 décembre : Quantum variational algorithms and quantum machine learning
- Cours 7/7, vendredi 18 décembre : The future of quantum computing