Quantum Information Theory

Quantum Information Theory

Panoramica

Il corso di teoria quantistica dell’informazione presenta i concetti chiave della meccanica quantistica necessari per operare con sicurezza nel mondo del quantum computing.

La teoria della computazione è infatti intrinsecamente legata alla teoria dell’informazione sia nell’ambito quantistico che in quello classico.

Questo corso svela questo legame e libera il programmatore dal peso del dubbio che ancora offusca la visione chiara del quantum computing.

Cosa Imparerai nel corso?

L’informatica, o computer science, esprime il suo fascino quando viene considerata insieme agli aspetti fisici e tecnologici che sono il cuore del processo di trasmissione e trasformazione dell’informazione.

Il fascino magnetico del quantum computing sta nel intrinseco legame di tale processo con le proprietà fisiche dei campi e delle particelle elementari.

Un approccio al quantum computing eccessivamente svincolato dalla fisica, conduce spesso a uno studio frustrante che tende ad arenarsi sull’ analisi degli algoritmi senza raggiungere il promontorio da cui è possibile avere la visione del disegno sottostante.

La teoria quantistica dell’informazione, invece, focalizzandosi sul concetto di media di informazione, valorizza il passaggio dalle soluzioni tecnologiche classiche ai sistemi coerenti usati nel quantum computing.

La quantum information theory porta ad uno stravolgimento della concezione di computazione.

Tradizionalmente questa viene infatti vista come un’attività automatica per simulare il processo di ragionamento umano.

La teoria quantistica dell’ informazione ribalta le relazioni tra gli attori di questa concezione e vede l’informazione e la computazione come un’entità primitiva preesistente al cervello e l’essere umano come un possibile esempio di sistema di calcolo. Comprendere l’informatica quantistica significa comprendere il disegno della natura, la soluzione per portare l’informazione nell’universo.

Il corso è diviso in tre capitoli. Nel primo viene trattata la teoria classica dell’informazione, presentando i concetti fondamentali come la rappresentazione e la trasmissione dei messaggi e la relazione tra informazione, computazione ed entropia.

Nel secondo capitolo viene trattata la base della teoria quantistica dell’informazione, in particolare gli stati quantistici a due livelli, il concetto di media di informazione e la computazione reversibile.

Nel terzo capitolo viene presentata una rappresentazione virtuale 3D dell’hardware per la realizzazione di sistemi di comunicazione e computazione quantistica.

Struttura delle lezioni

Le lezioni sono 100% online e saranno accompagnate da moduli e slides, oltre a molti esercizi interattivi che metteranno alla prova le tue abilità e ciò che hai appreso.

Chi può seguire il corso?

Chi ha una mente aperta e predisposta all’analisi: le lezioni sono adatte a chiunque ma è necessario avere passione per i numeri e i calcoli, oltre che tanta pazienza.

Chi lavora anche full time: se sei un lavoratore full time non ti preoccupare! Potrai seguire le lezioni in completa autonomia nel tuo tempo libero.

Chi vuole crescere professionalmente: Se vuoi elevare la tua carriera Deep Learning Italia ti da l’opportunità di poterlo fare a costi contenuti.

Programma

Teoria classica dell’informazione

  • Il problema di Hilbert
  • Sistemi formali
  • Inferenza e dimostrazione
  • Deducibilità e decidibilità
  • Da Godel a Turing
  • Macchina di Turing
  • Teoria dell’informazione di Shannon
  • Entropia dell’informazione
  • Computazione ed entropia
  • Principio di Landauer
  • Quiz
  • Materiale didattico

Teoria quantistica dell’informazione

  • Sistema fisico a due livelli
  • Estrazione di un bit di informazione
  • Entanglement quantistico
  • Entropia di von Neumann
  • Il problema di Deutsch
  • Quiz
  • Materiale didattico

Hardware quantistico

  • Quantum computing teaching with CoSpaces
  • Produzione di fotoni annunciati (heralded)
  • Single Qubit Gates
  • Misura proiettiva per un qubit
  • Produzione di due qubits in uno stato entangled
  • CNot quantum gate
  • Conclusione
  • Quiz
  • Materiale didattico

Certificato

Docenti

sisini

Francesco Sisini

Francesco Sisini è laureato in fisica, ha un master in fisica nucleare e un dottorato di ricerca in tecniche radioisotopiche e ha iniziato ad occuparsi di informatica quantistica nel 2013. È primo autore di diverse pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali.

È stato professore per il corso di laurea in informatica per circa quindici anni e ha collaborato per sei anni con il dipartimento di fisica di Ferrara. Si è occupato dal 1996 di applicazioni dell’intelligenza artificiale a problemi di imaging medico, tra i quali ha progettato il modello fisico e informatico usato per elaborare i risultati degli esperimenti ecografici condotti dell’astronauta Samantha Cristoforetti a bordo dell’ISS.

Attualmente si occupa delle possibili implicazioni del quantum computing allo sviluppo di sistemi fisici autonomi, privi di CPU, che possono essere concorrenti alla concezione canonica dell’intelligenza artificiale intesa come software applicativo. È direttore del programma di consulenza Business Quantum Program offerto dalla società Tekamed alle imprese che vogliono affacciarsi al quantum.

È attivo nell’ambito della divulgazione e promozione del quantum computing e della teoria quantistica dell’informazione.

Vantaggi

  • Puoi seguire il corso dove e quando vuoi: Deep Learning, infatti, ti offre l’opportunità di accedere alla piattaforma in qualsiasi momento tu abbia voglia e possibilità di studiare. Basta semplicemente un dispositivo elettronico e una connessione internet!

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  • Nei nostri corsi troverai sempre una componente interattiva per stimolare l‘apprendimento: giochi, quiz, podcast e tanto altro ti aiuteranno a migliorare e a rendere la tua formazione unica;

  • Non sarai mai solo! Avrai a disposizione la nostra community per metterti in contatto con altri studenti.

  • A fine percorso riceverai una certificazione che potrai aggiungere al tuo CV e che ti darà la possibilità di farti notare da grandi aziende del settore;

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  • Accesso al corso life long

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