入門講義 量子情報科学
内容紹介
量子力学と情報科学との融合が織りなす新領域、「量
目次
第1章 量子力学と情報科学
1.1 量子とその性質
1.2 量子力学と情報科学の進展
1.3 量子力学と情報科学の融合
第2章 量子計算の数理
2.1 1量子ビットの状態と演算
2.2 2量子ビットの状態，2量子ゲート，量子複製不可能定理，
量子テレポーテーション
2.3 3量子ビットの状態と3量子ゲート
2.4 n量子ビットの状態とn量子ゲート
第3章 量子計算
3.1 古典コンピュータと量子コンピュータ
3.2 量子ゲート方式コンピュータ
3.3 量子アニーリング方式コンピュータ
第4章 量子アルゴリズム
4.1 ドイチュのアルゴリズム
4.2 ドイチュ-ジョサのアルゴリズム
4.3 グローバーの量子探索アルゴリズム
4.4 ショアの素因数分解アルゴリズムとRSA暗号
4.5 その他の量子アルゴリズム
第5章 量子ビット候補と操作法
5.1 量子ビットが満たすべき条件
5.2 量子ビット候補の概要
5.3 量子ビット開発の歴史と現状
5.4 量子ビットの操作法
第6章 量子情報通信の数理
6.1 密度行列
6.2 複合量子系および縮約した密度演算子
6.3 シュミット分解と純粋化
6.4 量子測定POVM
6.5 量子ノイズと量子演算形式
6.6 量子情報の距離測度
第7章 古典，量子エントロピー
7.1 古典情報とエントロピー
7.2 量子エントロピー
第8章 エンタングルメントと量子情報通信
8.1 量子稠密符号
8.2 エンタングル状態
8.3 エンタングル状態の濃縮
8.4 多粒子のエンタングル状態
8.5 エンタングルメントスワッピングとその応用
第9章 量子通信路符号化
9.1 古典‐古典通信
9.2 古典‐量子通信
第10章 量子光通信
10.1 光の量子状態
10.2 光子源と光デバイス
10.3 光による量子通信
第11章 量子暗号
11.1 古典暗号とその問題点
11.2 量子鍵配送方式
11.3 光通信量子暗号
第12章 量子誤り訂正符号と耐故障性計算
12.1 古典誤り訂正符号
12.2 量子誤り訂正符号
12.3 スタビライザー符号
12.4 耐故障性量子計算
第13章 量子情報科学の現状と展望
13.1 量子コンピュータの現状と展望
13.2 量子暗号通信の現状と展望
付録A 情報科学の数理
付録B 量子ビットの数理
付録C 計算量理論
付録D アルゴリズムの数式
付録E シュレーディンガー方程式