【誰でも量子コンピュータ！量子化学編】Quantum Computing for You【追加公演第5回・10/07実施・高画質版】

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Japan 大関真之の雑談方程式 - これって人生変えちゃう授業かも -
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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！
（先日アップロードしたものよりも高画質版を編集しましたので再アップロードをしました）

【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
0:01:18 開始前雑談

0:05:39 OP
0:06:58 本編開始
0:11:15 演習編のSlackと参加登録について
　∟0:16:20 演習期間で行っていることはどんなこと？
0:21:05 QA4Uの演習編のプレゼンを見てみよう
0:26:58 量子コンピュータって結局何をするのか・何ができるのか
0:32:35 QA4Uの演習編を振り返る
0:38:56 演習編では参加者全員でブラッシュアップしていく
0:42:25 ちょっと追い込まれた方が良いものができる
0:46:43 QA4Uの演習の様子を知りたい方へ
0:48:21 リーダーは積極的にやった方がいい

プログラミング開始
0:50:12 Google Colabの準備
0:52:27 量子化学の概要
0:54:23 openfermionをインストール
0:56:33 openfermionから今日使う機能をインストール
0:59:48 水素原子2つの量子計算を行うための準備
1:04:37 計算を実行してフェルミオンを取得
1:07:23 Jordan-Wigner変換でフェルミオンを量子ビットに
　∟1:08:47 計算結果の見方の解説
　　∟1:15:53 計算結果は大きい行列と等価である
　∟1:20:03 行列表現にしてみると
　　∟1:22:15 今までの量子回路を行列で考えてみると
　　∟1:29:38 スパース行列とは
1:33:10 スパース行列をハミルトニアンに
　∟1:35:44 ハミルトニアンを対角化して最小固有値を求める
1:38:15 量子化学計算においての量子コンピュータへの期待
1:40:59 量子回路で量子化学計算
　∟1:42:41 状態ベクトルのシミュレーションを行う関数の作成
　∟1:45:47 エネルギーを計算する関数の作成
　∟1:50:49 ここまでの振り返りとこれからやること
　　∟1:54:19 Jordan-Wigner変換を再度おさらい
　∟1:59:43 複雑な状態を作る関数の作成
　∟2:04:22 コスト関数の作成
　∟2:12:59 パラメータを最適化！
　∟2:26:32 いかに良いアンザッツを作ることができるか
　∟2:29:53 参加者からcz→cxにすると厳密解が得られるとの情報が…?
2:33:49 水素化リチウムの量子化学計算をしようとすると
　∟2:38:15 量子アニーリングマシンで量子化学計算する時の弊害
　∟2:40:23 計算の待ち時間中にコメント対応
　∟2:49:18 計算終了！結果はいかに
　∟2:51:38 量子回路を深くして、待ち時間に再度コメント対応
　∟2:57:33 最小エネルギーとハミルトニアン固有値の関係
3:01:16 コメント対応
3:02:53 最適化手法を”BFGS”にしている理由
3:08:35 コメント対応
3:11:40 前回作ったQA回路を変分回路として行うこともできる
3:13:03 コメント対応
3:15:17 Pytorch入門は過去のアーカイブにあります！（概要欄に掲載）
3:18:00 前回のsigma(n_i*n_i)の式変形について
3:21:00 線形代数の重要性と量子力学との関わり
3:29:11 今日の振り返り
3:30:50 QC4U講義編の今までの振り返り
3:37:40 エンディングトーク

3:48:18 講義編終了
3:51:19 OP
3:52:45 二次会

【関連】
講義中に紹介したPytorchの入門動画
【東北大ライブ講義・高校生向け講座】機械学習に挑戦だ！【ニューラルネットワーク】
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#QC4U
#TohokuUniversity
#QuantumComputing



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