量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで(オーム社) [電子書籍]
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量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで(オーム社) [電子書籍]

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出版社:オーム社
公開日: 2020年12月08日
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量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで(オーム社) の 商品概要

  • これから必ずくる量子コンピューティングの時代に備えるためのバイブル
    本書は、IT分野のプログラマやエンジニアを主な読者対象として、その方々にとって特に重要な量子コンピューティングの基礎をわかりやすく解説した書籍です。
    量子コンピュータについては、多くの人がクラウド越しで実物に触れられるようになった今でも、物理の専門書から学ぶか、チュートリアルやハンズオンのウェブ記事を読んで勉強するかしかありません。これから量子の力をフル活用できる人や、量子情報の考え方を利用してコンピュータサイエンスをよくしていく人材が必要になるというのに、入門書と専門書の間には大きな隔たりがあります。
    本書はこれから必ずくる量子コンピュータの時代で活躍されるであろうIT分野のプログラマやエンジニアの皆様にとって、特に知っておくべき概念をできる限り網羅しています。量子コンピュータの背景、その原理や応用についても高校数学で学んだ内容を起点に数式も示しつつ、しっかりと解説しています。
  • 目次

    第1章 なぜ量子コンピュータ?
    1.1 とても難しい問題を高速に解く
    1.2 ポストムーア時代
    1.3 量子コンピュータの歴史
    1.3.1 誕生前夜~量子チューリングマシン
    1.3.2 ショアのアルゴリズム~量子の冬
    1.3.3 NISQ時代~量子超越
    1.4 今の量子コンピュータで何ができる?

    第2章 量子コンピュータの基本
    2.1 量子ビットとは?
    2.1.1 ブロッホ球とブラケット記法
    2.1.2 量子ビットの不思議な性質
    2.2 量子ゲートで計算する
    2.2.1 1量子ビットゲート
    2.2.2 2量子ビットゲート
    2.3 量子回路を書いてみよう
    2.3.1 量子回路の書き方
    2.3.2 量子コンピュータ版NANDゲート(Toffoliゲート)
    2.3.3 量子コンピュータ版足し算回路
    2.3.4 量子コンピュータ版算術論理演算
    2.3.5 万能量子計算
    2.4 コピーとテレポーテーション
    2.4.1 量子もつれ(エンタングルメント)とは?
    2.4.2 量子データはコピーできない?
    2.4.3 量子データを転送する
    2.4.4 量子ゲート操作を転送する
    2.5 補助量子ビットと逆演算
    2.6 量子コンピュータにデータを入力する
    2.6.1 ディジタル入力(基底エンコーディング)
    2.6.2 アナログ入力(振幅エンコーディング)
    2.6.3 量子ゲートにデータを埋め込む
    2.7 量子コンピュータのデータ前処理
    2.7.1 量子ランダムアクセスメモリ(QRAM)とは?
    2.7.2 QRAMを使った振幅エンコーディング
    2.7.3 データ木構造を使った振幅エンコーディング
    2.8 もっと一般の量子状態を扱うには

    第3章 量子計算の基本パッケージ
    3.1 量子計算の基本戦略
    3.2 行列の固有値推定(アダマールテスト)
    3.3 内積の計算(スワップテスト)
    3.4 位相を上手に使う
    3.4.1 離散フーリエ変換(量子フーリエ変換)
    3.4.2 行列の固有値推定(量子位相推定)
    3.5 振幅を上手に使う
    3.6 量子力学をシミュレーションする
    3.6.1 シュレディンガー方程式を解く
    3.6.2 変分法で最適化問題に帰着して解く
    3.7 データ行列を扱う

    第4章 量子アルゴリズム
    4.1 素因数分解(ショアのアルゴリズム)
    4.1.1 位数発見問題として解く
    4.1.2 量子位数発見サブルーチン
    4.1.3 具体例:21の素因数分解
    4.2 量子化学計算
    4.2.1 行列の固有値問題として解く
    4.2.2 近似精度を上げる
    4.2.3 量子位相推定サブルーチンとFull-CI計算
    4.2.4 量子化学計算の前処理
    4.2.5 量子回路を構築する
    4.2.6 具体例:水素分子
    4.3 探索と最適化
    4.3.1 概要
    4.3.2 グローバーの検索アルゴリズム
    4.3.3 具体例:充足可能性問題
    4.4 量子コンピュータと機械学習
    4.4.1 機械学習
    4.4.2 量子コンピュータで逆行列を高速に求める
    4.4.3 さまざまな量子機械学習アルゴリズム
    4.4.4 量子線形回帰
    4.4.5 量子サポートベクタマシン
    4.4.6 量子主成分分析
    4.5 計算複雑性理論と量子アルゴリズム
    4.5.1 問題の難しさを考える
    4.5.2 量子コンピュータ版の複雑性クラス
    4.5.3 量子コンピュータのほうが速いことを証明するには?

    第5章 NISQ量子アルゴリズム
    5.1 エネルギー最小化問題として解く
    5.1.1 VQE と量子化学計算
    5.1.2 QAOA と組合せ最適化
    5.1.3 組合せ最適化問題のハミルトニアン
    5.2 時間発展シミュレーションをバイパスする
    5.3 パラメータ付き量子回路による機械学習
    5.3.1 量子回路学習とニューラルネット
    5.3.2 いろいろなパラメータ付き量子回路モデル
    5.3.3 量子コンピュータ向きの機械学習タスクは…?
    5.3.4 勾配を計算する

    第6章 量子コンピュータのエラー訂正
    6.1 符号化と論理ビット
    6.2 パリティチェックでエラーを見つける
    6.3 ビット・位相反転の両方に対応する(ショアの符号)
    6.4 量子誤り訂正符

量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで(オーム社) の商品スペック

シリーズ名 量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで
発行年月日 2020/11/06
書店分類コード K300
Cコード 3055
出版社名 オーム社
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紙の本のISBN-13 9784274226212
ファイルサイズ 318.2MB
著者名 情報処理学会出版委員会 監修
嶋田 義皓
著述名

    オーム社 量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで(オーム社) [電子書籍] に関するレビューとQ&A

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