В Издательском доме ВГУ вышла книга заведующего кафедрой цифровых технологий факультета компьютерных наук ВГУ, профессора Сергея Кургалина и доцента этой кафедры Сергея Борзунова «Основы квантовых вычислений (для программистов)».
Учебное пособие является современным введением в методы квантовых вычислений, в котором детально отражена связь квантовой теории с информатикой и теорией алгоритмов. В квантовых вычислениях для обработки информации используются принципы квантовой механики. По этой причине для них требуется иной подход, чем для традиционных вычислений. Одним из примеров такого отличия является используемый в квантовых компьютерах процессор. Классические компьютеры используют кремниевые микросхемы, а квантовые компьютеры – квантовые системы на основе атомов, ионов, фотонов, электронов. Эти квантовые материалы ведут себя в соответствии с законами квантовой механики. Их поведение описывают такие понятия, как вероятностные вычисления, суперпозиция и запутанность. Эти понятия, в свою очередь, являются основой квантовых алгоритмов, которые позволяют использовать возможности квантовых вычислений для решения самых сложных задач.
В пособии рассмотрены такие вопросы, как квантовая модель вычислений, основные операции над квантовыми битами (кубитами), запутанные состояния, универсальные элементы квантовых схем, квантовая телепортация, а также базовые алгоритмы – квантовое преобразование Фурье, алгоритм оценки фазы квантовомеханического оператора.
Достаточно полное изложение методов квантовых вычислений авторам удалось осуществить при относительно небольшом объёме самой книги. Наличие учебного материала, затрагивающего темы «Квантовая телепортация» и «Постулаты квантовой теории», делает доступным изучение этих актуальных и важных тем для широких кругов читателей.
К достоинствам учебного пособия следует отнести, безусловно, удачное изложение материала. Доступный, но не умаляющий математической строгости стиль изложения, отражает учебный материал на современном научно-педагогическом уровне. Большое количество детально разобранных примеров и задач для самостоятельного решения, многие из которых представлены с исчерпывающими решениями, делает книгу особенно полезной для читателей, только начинающих осваивать методы квантовых вычислений. С другой стороны, математическая строгость изложения материала делает пособие полезным для преподавателей высшей школы и курсов повышения квалификации, а также практикующих специалистов.
Работа с книгой практически не требует обращения к дополнительным источникам, необходима только минимальная подготовка читателя в области матричной алгебры. Особое внимание к иллюстративным схемам выгодно отличает данную книгу от многих доступных пособий. Все квантовые схемы даются с подробными пояснениями в тексте.
Учебное пособие ориентировано на подготовку специалистов по направлениям информационно-коммуникационных технологий: «Информационные системы и технологии», «Программная инженерия», «Математика и компьютерные науки», «Прикладная информатика», «Компьютерная безопасность» уровня бакалавриата и «Математика и компьютерные науки», «Информационные системы и технологии» уровня магистратуры и может использоваться для проведения лекционных, практических, лабораторных занятий и для самостоятельной работы. Оно дает возможность студентам, магистрантам, аспирантам, а также преподавателям, научным сотрудникам и специалистам в области IT-сферы приобрести знания, умения и практические навыки в решении задач, связанных с реализацией квантовомеханических алгоритмов. Книга может использоваться для самообучения и повышения квалификации специалистов.
