【誰でも量子コンピュータ！QAOA編】Quantum Computing for You【追加公演第4回・9/30実施】
0プログラム初心者の方々もプログラムの初めから一緒に始めよう！
「量子コンピュータ」というキーワードが次第に世間を賑わせてまいりました。
まだまだ生まれたての量子コンピュータ。使うと何ができるのだろう。
どうやって使うことができるのだろうか、そうした疑問に答えるために
みんなと一緒に量子コンピュータを触りながらプログラミングを学ぼう！
講義
2022.09.09 第1回オンラインリアルタイム配信（17:00-21:30）
• 【誰でも量子コンピュータ！触ってみよう編】Quantum Computin...
2022.09.16 第2回オンラインリアルタイム配信（17:00-1:30）
• 【誰でも量子コンピュータ！量子アルゴリズム編】Quantum Comput...
2022.09.22 第3回オンラインリアルタイム配信（17:00-2:30）
• 【誰でも量子コンピュータ！触ってみよう編】Quantum Computin...
2022.09.30 第4回オンラインリアルタイム配信（17:00-2:30）
• 【誰でも量子コンピュータ！QAOA編】Quantum Computing ...
2022.10.07 第5回オンラインリアルタイム配信（17:00-24:30）
• 【誰でも量子コンピュータ！量子化学編】Quantum Computing ...
演習
2022.10.15 第1回オンラインリアルタイム配信（13:00-17:30）
• 【誰でも量子コンピュータ！アイデア出し！】Quantum Computin...
2022.10.22 第2回オンラインリアルタイム配信（13:00-17:00予定）
• 【誰でも量子コンピュータ！アイデア熟成！】Quantum Computin...
【使用コード参考ページ】
https://altema.is.tohoku.ac.jp/QC4U/
【イベントWebページ】
https://www.tfc.tohoku.ac.jp/special/qca/qc4u/
【講師Webページ】
https://altema.is.tohoku.ac.jp/mohzeki/
【講師twitter】
https://twitter.com/mohzeki222
【チャプター】
0:00:00 待機画面
0:02:26 開始前雑談
∟0:05:39 オンライン授業を始めてからもう2年
0:11:58 OP
0:13:16 本編開始
0:14:47 演習編のチームについて
0:20:13 第二回でのエラーの説明
0:25:59 Qiskitを使用している理由
0:28:16 このイベントの今までの振り返り
0:31:11 本日の概要
プログラミング開始
0:34:10 量子回路を作成するための準備諸々
0:37:43 量子回路 今までの復習
∟0:42:24 状態ベクトルのシミュレータの作成
∟0:54:17 Zゲートの作用について
0:58:03 量子状態における2つの操作
∟1:03:00 固有状態とは
∟1:05:55 Xゲートの固有状態は重ね合わせの状態
1:10:44 測定シミュレータの作成
1:19:00 QAOAの概要
1:22:27 量子シミュレーション
∟1:24:41 量子ビットをX軸回りに回転させる
∟1:29:20 重ね合わせ状態で同様にすると？
∟1:31:24 重ね合わせ状態→Z軸回りに回転→Hゲート
1:39:18 最適化問題へ
1:41:36 Rzゲートの作用
∟1:45:27 エネルギーとスピンの関係
∟1:49:00 ハミルトニアンがZ回路で表現できる理由
1:51:26 横磁場はX回路で表現できる
1:54:17 横磁場を徐々に弱めて縦磁場を徐々に強めてみる
2:04:33 前回の復習：ZゲートをCXゲートで挟み込んだ時の挙動
∟2:08:03 磁石をミクロに見てみるとどうなっているか
2:12:53 重ね合わせの状態からキズをつけた状態を排除していく
∟2:20:50 量子アニーリングと同じことができる
2:24:59 組合せ最適化問題を解いてみる
∟2:26:55 スピングラスとイジングモデル
∟2:33:25 スピングラスが最適化問題に関係する理由
2:38:33 量子アニーリングの量子回路を作成
2:45:40 3量子ビットの簡単な最適化問題に挑戦！
3:00:08 QAOAにおいてのスケジューリング
∟3:02:26 質問対応：Rz回路の回転角度と振幅の関係について
3:08:12 QAOAにおいてのスケジューリング
3:11:10 エネルギーの期待値の計算を行う関数を作成
∟3:12:57 エネルギーの測定
∟3:17:55 相互作用の項のエネルギー計算はどうなる？
∟3:23:27 全体のエネルギーの期待値をいざ計算
3:24:55 パラメータに基づいて横磁場・縦磁場を変化させエネルギーの最小値を探し出す関数を作成
3:36:33 いざパラメータの最適化！
3:41:15 最適化したパラメータを使って先ほどの問題に挑戦
3:48:15 def QAの関数内のバグ取り
3:51:38 QAOAの利点
3:57:35 量子アニーリングのシミュレータ（OpenJij）でやると
4:05:54 具体的な最適化問題に挑戦
∟4:08:02 数分割問題とは
∟4:17:58 問題設定とプログラミング実装
∟4:20:40 QUBO行列とイジングモデルの関係
∟4:25:21 プログラミング実装
∟4:31:30 量子アニーリングはアニーリング時間を長くする必要がある
∟4:35:53 QAOAで解いてみる
∟4:50:07 組合せ最適化問題をゲート式で実装する意味
∟4:57:47 XX相互作用（非擬似古典確率）をQAOAに実装してみる
∟5:10:02 6量子ビットで行うとどうなる？
5:17:16 量子アニーリングマシンの現状
5:20:04 来週以降の予定
5:22:36 講義編終了
5:25:51 OP
5:27:11 二次会
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