Project Description

Quantum Ready Workshop

I quantum computer, sfruttando alcune peculiari proprietà della meccanica quantistica (la sovrapposizione degli stati e l’entanglement), promettono di risolvere in modo efficiente alcuni importanti problemi computazionali che ad oggi sono considerati intrattabili. Un famoso esempio è l’algoritmo di Shor che rende possibile la fattorizzazione di numeri interi molto grandi in un tempo polinomiale, mettendo cosí a rischio i dati protetti mediante la crittografia RSA.

Le straordinarie proprietà dei quantum computer unite all’incredibile evoluzione tecnologica degli ultimi anni, ha spinto i big player dell’IT (IBM, Google, Microsoft, Intel) ad investire in modo importante nella ricerca, progettazione e sviluppo di queste macchine.

Fino a poco tempo fa, il quantum computing è stato un campo dominato quasi esclusivamente dai fisici, che si sono concentrati nella progettazione e realizzazione dei qubit(le unità fondamentali di informazione quantistica). I fisici hanno focalizzato la loro attenzione sul miglioramento dell’affidabilità delle porte quantistiche (quantum gates) e delle proprietà di coerenza dei qubit.

La costruzione di un quantum computer non consiste soltanto nella produzione di qubit di ‘buona qualità’, ma è necessario lo sviluppo di un’architettura integrata che connetta e traduca gli algoritmi quantistici negli impulsi a basso livello che consentono di operare direttamente sui qubit e che consenta di leggerne il risultato in modo affidabile.

Per il successo finale è quindi necessario un contributo all’unisono di molte figure professionali: fisci, matematici, programmatori, esperti nei sistemi operativi, esperti nei sistemi di controllo elettronico e nell’architettura degli elaboratori.

Nel workshop, vengono introdotti i concetti fondamentali del Quantum Computing, gli algoritmi quantistici, le tecnologie utilizzate per realizzare i qubit e le possibili soluzioni ai al problema della correzione degli errori quantistici (QEC).

Nella seconda parte si prendono in esame i framework per lo sviluppo di applicazioni per i quantum computer che saranno disponibili nel breve termine (NISQ) e si approfondiscono gli ambiti applicativi di maggior interesse: quantum chemistry e quantum machine learning. Si esaminerà il Quantum Composer ed il framework Qiskit, con qualche semplice esempio pratico di programmazione da eseguire sulla piattaforma IBM Q.

Verrà inoltre affrontato l’argomento della comunicazione quantistica (teletrasporto quantistico, quantum repeaters, etc), con particolare riferimento ai progetti europei che sono in corso per la realizzazione del cosiddetto Quantum Internet, che consentirà di affiancare alla tradizionale rete Internet nuovi servizi per il miglioramento della sicurezza della trasmissione delle informazioni (e non solo…).

Argomenti principali

  • Introduzione al Quantum Computing (qubit, superposition, entanglement, interference, measurement)
  • Introduzione agli algoritmi quantistici
  • Panoramica delle tecnologie per la realizzazione di un Quantum Computer
  • Stato dell’arte del Quantum Computing
  • Introduzione al problema della correzione d’errore (Quantum Error Correction)
  • L’avvento dell’era NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum)
  • Applicazioni a breve termine del Quantum Computing nell’era NISQ
  • Introduzione ai framework per lo sviluppo di applicazioni per il Quantum Computing
  • Quantum Chemistry e Quantum Machine Learning
  • Introduzione al Quantum Composer e alla programmazione con Qiskit
  • Introduzione alle tecnologie per la comunicazione quantistica (Quantum Internet)
  • Riferimenti utili per studio ed approfondimenti

Requisiti

Il seminario è rivolto a tutti i professionisti (ingegneri, matematici, fisici, sviluppatori di software, manager) e studenti universitari interessati ad una giornata di approfondimento sul tema della computazione e della comunicazione quantistica. Lo scopo del workshop  non è quello di  fornire ai partecipanti una semplice introduzione all’argomento, ma quello di offrire una giornata di studio (con il giusto livello di approfondimento) su argomenti ritenuti particolarmente complessi e su cui è piuttosto difficile trovare del valido materiale che faccia chiarezza sia sullo stato dell’arte della ricerca che su quello relativo alle applicazioni commerciali a breve termine di queste tecnologie.

Materiale didattico

Tutti i partecipanti avranno a disposizione le slides del Workshop, e l’accesso agli eventuali esempi di codice sorgente utilizzati durante la lezione.

Inoltre, ogni partecipante riceverà un attestato di partecipazione alla giornata di lavori.

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FULL IMMERSION (dalle 09.00 alle 19.00) - 18 ottobre 2019 @MILANO

FULL IMMERSION (dalle 09.00 alle 19.00) - 8 novembre 2019 @TORINO