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量子の国のアリス

物語による直感と、数式による厳密さをつなぐ量子コンピューティング入門。

各章では、短い物語を入口として、量子状態・確率振幅・位相・測定を段階的に数理表現へ結びつけます。

この端末の進捗

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総合学習ジャーニー

量子の国のアリスは、章、復習、ラボ、プロジェクトをつなぎ、最初の量子ビットから応用量子システムまで進む学習体験になりました。

8 時間

量子ビット基礎

古典ビットから、後続すべての話題で使う単一量子ビットモデルへ進む正確な入門コースです。

14 時間

ゲート・もつれ・回路

単一量子ビットから、可逆操作、テンソル積、ベル状態、量子回路図へ進みます。

18 時間

干渉とアルゴリズム

Deutsch-Jozsa、Grover 探索、位相キックバック、量子アルゴリズムの主張の限界を扱う本格コースです。

16 時間

量子ソフトウェア実践

回路構築、シミュレータ検証、ノイズの直感、再現可能なノートブックを扱う実践コースです。

公開中の章

現在は、後続の章に必要な単一量子ビットの基礎を集中的に扱います。

  1. 1公開中

    量子ビット

    状態ベクトル・確率振幅・計算基底測定

    単一量子ビットの純粋状態モデルを組み立て、複素数の確率振幅が測定確率になる仕組みを学びます。

    24 入門量子ビット基底状態計算基底確率振幅

    前提

    特別な前提はありません

    章を開く未開始
  2. 2公開中

    重ね合わせ

    コヒーレンス・相対位相・干渉

    重ね合わせをコヒーレントな線形結合として捉え、位相が後の操作に影響する理由を説明します。

    26 入門重ね合わせ相対位相|+> と |->アダマールゲート

    前提

    量子ビット

    章を開く未開始
  3. 3公開中

    測定

    測定基底・ボルン則・測定後状態

    測定を受動的な観察ではなく、基底に依存する物理的操作として扱います。

    25 基礎測定基底ボルン則射影測定測定後状態

    前提

    量子ビット, 重ね合わせ

    章を開く未開始
  4. 4公開中

    量子ゲート

    状態ベクトルに作用するユニタリ操作

    X、Z、H を、量子ビット状態に作用する理想的なユニタリ演算として学びます。

    28 基礎ユニタリ演算子パウリ X ゲートパウリ Z ゲートアダマールゲート

    前提

    測定

    章を開く未開始
  5. 5公開中

    複数量子ビット状態と量子もつれ

    テンソル積・制御ゲート・ベル状態の相関

    単一量子ビットの推論から結合状態空間へ進み、ベル状態が単なる隠れた共有コインではない理由を学びます。

    38 基礎テンソル積基底順序CNOTベル状態

    前提

    量子ゲート

    章を開く未開始
  6. 6公開中

    量子回路とプロトコル

    回路記法・複製不可能定理・テレポーテーション・超密符号化

    回路図を順序づけられた状態発展として読み、最初の本格的な量子情報プロトコルへ接続します。

    46 発展回路記法制御ゲート複製不可能定理テレポーテーション

    前提

    複数量子ビット状態と量子もつれ

    章を開く未開始
  7. 7公開中

    設計された干渉としてのアルゴリズム

    オラクル・位相キックバック・Deutsch-Jozsa・Grover の直感

    有用な量子アルゴリズムが、符号と振幅を配置して欲しい答えを強め、不要な経路を打ち消す仕組みを学びます。

    50 発展オラクル位相キックバックDeutsch-JozsaGrover 探索

    前提

    量子回路とプロトコル

    章を開く未開始
  8. 8公開中

    ノイズ・誤り訂正・有用な量子計算

    壊れやすい回路から、責任ある量子優位性の主張へ

    ノイズが中心的な工学課題である理由と、誤り訂正、フォールトトレランス、現実的な資源見積もりが分野を形作る様子を学びます。

    54 発展ノイズデコヒーレンス量子誤り訂正フォールトトレランス

    前提

    設計された干渉としてのアルゴリズム

    章を開く未開始

学習の流れ

量子ビット -> 重ね合わせ -> 測定 -> 量子ゲート -> 量子もつれ -> 量子回路 -> 干渉 -> アルゴリズム

章は順番に進めてください。後の章は前の章の内容を前提とします。