Μοντέλα Κβαντικού και Μοριακού Υπολογισμού

Το μάθημα επιδιώκει την εμπέδωση από την πλευρά των φοιτητριών και φοιτητών της έννοιας του μη συμβατικού υπολογισμού, καθώς και των σημαντικότερων μοντέλων μη συμβατικού υπολογισμού, του κβαντικού και του μοριακού.

          Με την επιτυχή ολοκλήρωση των σπουδών στο μάθημα οι φοιτήτριες και φοιτητές θα είναι σε θέση:

• Να κατανοήσουν σε βάθος τις βασικές αρχές του μη συμβατικού υπολογισμού.
• Να εξοικειωθούν με τη νέα φιλοσοφία που εισάγει στην ανάλυση και σχεδίαση αλγορίθμων ο κβαντικός υπολογισμός.
• Να μελετήσουν τις αρχές του μοριακού υπολογισμού και τη χρήση τους για την επίλυση δύσκολων υπολογιστικών προβλημάτων.
• Να μάθουν καινοτόμους αλγόριθμους, όπως του Adelman, του Shor και του Grover που επιλύουν σημαντικά προβλήματα ταχύτερα από τους αντίστοιχους γνωστούς κλασικούς αλγόριθμους.

Το μάθημα απευθύνεται σε φοιτήτριες και φοιτητές του τρίτου έτους σπουδών. Καλύπτει τα εξής θέματα:

• Σύντομη εισαγωγή στα κλασικά μοντέλα υπολογισμού με έμφαση στις Μηχανές Turing.
• Εισαγωγή σε μη συμβατικά μοντέλα υπολογισμού.
• Εισαγωγή στον μοριακό υπολογισμό. Το πείραμα του Adelman. Λύση δύσκολων προβλημάτων μέσω του DNA.
• Εισαγωγή στον Κβαντικό υπολογισμό.
• Βασικά στοιχεία κβαντομηχανικής σχετικά με την περιγραφή και τη λειτουργία ενός φυσικού κβαντικού συστήματος. Ο φορμαλισμός του Dirac.
• Οι αλγόριθμοι του Deutsch, των Deutsch–Jozsa, του Simon, του Shor και του Grover.
• Προσομοίωση κβαντικών συστημάτων υπολογισμού.
• Ο κβαντικός υπολογιστής D-Wave Advantage™ (μοντέλο κβαντικής ανόπτησης) και ο κβαντικός υπολογιστής IBM Quantum System One™ (κυκλωματικό μοντέλο).

1. ”Κβαντική Υπολογιστική”, Καραφυλλίδης Ιωάννης, Εκδόσεις Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα - Αποθετήριο "Κάλλιπος", ISBN 978-960-603-002-4, 2015
2. “Κβαντομηχανική Τόμος ΙΙ”, Τραχανάς Στέφανος, Εκδόσεις ΙΤΕ - Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, ISBN 978-960-524-267-1, 2009