授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
32485:[2025 春セメスター]専門ゼミナール(TA) 2025 春セメスター 木5 理工学部 宇野 重康 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス109号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

この授業のテーマは「量子コンピューティングを基礎から学び社会に生かす」です。

具体的には、量子コンピューティング(ゲート方式)の基礎とアルゴリズムに関する学習を主題としますが、関連技術(アニーリング方式や量子通信など)についても触れます。
加えて、量子コンピューティング技術が社会に及ぼしうる影響や、この分野で活動している研究機関や企業や国家プロジェクトの活動についても見渡すことで、この分野に関わる科学技術者としての専門知識とリテラシーを習得することができます。

授業では、教員が提示する教材やウェブ上のオープンソース教材を用いてクラス全体での学習を進めます。
また「サイテンティスト系」「エンジニア系」「エデュケーター系」「アントレプレナー系」といった方向性のなかからグループごとに課題を設定し、それに取り組み、その成果についてプレゼンテーションやマイクロティーチングを行うといった活動を行います。

※受講条件があります。時間割表を確認のうえ、受講登録を行ってください。
※本科目応募方法は、manaba+R「お知らせ」参照

受講生の到達目標

・量子コンピューティングの学習に必要な最小限の解析学、線形代数、量子力学、計算機科学を習得する。
・量子コンピューティング(ゲート方式)の基礎を理解する。
・量子コンピューティング(ゲート方式)の主要なアルゴリズムを理解し学習方法を習得する。
・量子コンピューティング(アニーリング方式)の概要を理解しゲート方式との違いを認識する。
・量子情報技術全般の社会での応用事例に関する情報を効率的に収集する方法を習得する。
・以上の知識および現状理解に基づき自ら課題を発見し取組みを始める方法を習得する。

事前に履修しておくことが望まれる科目

高校までの物理(全般)と数学(数学I、数学II、数学III、数学A、数学B)の確かな理解を前提とします。
それ以外の必要な知識はすべて授業内で教わるので、大学での事前履修科目はありません。

授業スケジュール

授業回数/
担当教員(複数担当の場合)
テーマ
キーワード・文献・補足事項等
-

+R授業を第1週と第2週のあいだに実施します

1

この講義について

量子コンピューティングについての概要を教員から解説したのち、授業の進め方、自習の進め方、情報収集のやり方などについての説明があります。

2-4

基礎シリーズ

量子コンピューティングの勉強を始める前に、下記分野の大学レベルの知識の中から必要最小限の内容をセレクトして、教員が提示するコンテンツにより学習します:
解析学、線形代数、量子力学、計算機科学

5-8

基本シリーズ

量子コンピューティング(ゲート方式)における下記のような基礎的内容について学習します:
量子状態、量子での測定、量子ビット、ブロッホ球、単一量子ゲート、複数量子ビット状態、エンタングルメント、複数量子ゲート、ゲート置換

9-11

本格シリーズ

量子コンピューティング(ゲート方式)における下記のような主要なアルゴリズムについて学習します:
Deutch-Jozsa、Bernstein-Vazirani、Simon、Quantum Fourier transform, Quantum phase estimation, Shor, Grover, Quantum teleportation, Quantum key distribution
また、量子アニーリング方式や量子通信についても学習します。

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応用シリーズ

下記のような様々な場面での応用例について学習します:
量子化学、材料開発、生化学、AI機械学習、金融計算、組合せ最適化

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社会シリーズ

量子コンピューティングを取巻く社会的側面を、様々な国家プロジェクト、研究機関、企業などの動向を通して学びます。

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まとめ

本授業を通して学んだことを振り返り、今後の量子コンピューティングの関わり方について考えていきます。

授業実施形態

授業は原則的に教室で対面実施します。

授業外学習の指示

授業中は冒頭に簡単な解説を加えたのちに、例題を出題したりグループで議論するなどして、双方向でのやり取りが行われます。
そこでのやり取りをスムーズにするため、毎回の授業に先立ちあらかじめ取扱う内容について予告するので、事前に予習しておくことが望ましいです。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験(筆記) 0

レポート試験
(統一締切日を締切とするレポート)
0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
(日常的な授業における取組状況の評価)
100

授業中の取組状況や提出物などに基づいて総合的に評価します。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

宇野による動画教材「量子コンピューティング講座」「量子コンピューティングのための準備講座」
https://www.youtube.com/@uresearchandlectures/playlists

量子コンピューティングのコンピューターシミュレーションをPC上で行うためのプログラミング言語Pythonモジュールと教材
https://www.ibm.com/quantum/qiskit

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示)

備考

【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/