目前，国内量子计算领域发展迅速，但是量子计算的入门级课程很少，亟需相关课程来培养更多学生与爱好者系统性学习量子计算的入门知识。

 

　　2022年冬，由北京大学前沿计算研究中心助理教授李彤阳老师开设的前沿基础课程“量子计算”作为公开课悄然在 B 站、抖音等视频平台上线，获得广泛好评。

 

 

　　作为量子物理、计算机科学与信息科学相结合而产生的新兴交叉学科，量子计算与量子信息是未来物理学和信息学发展的重大方向之一。自上世纪80年代费曼在“用计算机模拟物理学”演讲中开启量子计算这一研究领域的大规模研究以来，人们从提出若干重要理论算法到在测量和操控量子系统方面取得突破性实验进展，量子计算之光逐渐照进现实。

 

　　「量子计算」课程开设以来，课程视频上线 B 站，又受邀上线抖音、西瓜视频等视频平台，引起热烈反响，获得广泛好评，受到包括中国日报、凤凰网、国际在线、中国网在内的十余家媒体报道。

 

　　抖音上的直播公开课可以硬核到什么程度？你甚至可以在这里从零开始学量子计算。

　　面对天书式的专业词汇、大量的英文概念，有些刚进直播间的网友一时间难以听懂，也有网友发现了这一系列课程的正确打开方式。

　　——中国日报等媒体

 

 

　　抖音上的课程直播已结束，回放视频已更新了20节，播放量共计594.7万，平均每节课有29.7万人次观看，在科普类视频中已属相当之高。

 

　　此外，一些重要的知识点也被以短视频的形式汇集到了‘「量子计算」教学视频’合辑中，网友们可以通过合辑更便捷的对量子计算中的量子比特、量子态、量子演化、量子测量等有一个初步认知。

　　——中国日报等媒体

 

　　B 站上以 Lecture 为单位的课程已经全部更新完毕，课程合集累计播放1.6万余次，评论区一片好评并表达查看课程讲义的意愿，最后“北大前沿计算研究中心”B 站账号应要求公开了讲义。

　　

课程简介

　　本课程讲授量子计算的基本原理，包括量子计算的基本概念（量子比特，量子态，量子演化，量子测量），基于黑箱的基础算法（Deutsch-Jozsa 算法，Simon 算法），Grover 搜索算法与量子游走，Shor 大数分解算法及其指数级量子加速，量子复杂性理论，量子模拟，HHL 量子线性代数求解算法，以及前沿科研进展等。

　　

课程大纲

1. 课程概论

　量子计算的简介，简要介绍基于光学，超导，离子阱的量子计算机实现，以及领域目前的发展现状

2. 量子计算的基础理论介绍

　基于线性代数的量子计算理论；

　量子线路基础介绍

3. 基于黑箱的基础算法

　Deutsch-Jozsa 算法；Simon 算法

4. Grover 算法和量子游走

　Amplitude amplification，Grover 算法，连续和离散量子游走，量子游走的指数加速

5. Shor 算法及其指数级量子加速

　量子傅里叶变换和量子相位估计；Order finding 和 Shor 算法

6. 量子模拟

　哈密顿量模拟，product formula，酉变换的线性组合

7. HHL 量子线性方程求解算法

　HHL algorithm for solving linear systems; Quantum singular value transformation algorithm

8. 量子复杂性理论

　简要介绍经典复杂性类 P，NP 等；量子计算复杂性类 BQP，QMA 的定义，QMA-完全问题

　　

授课教师简介

 

李彤阳，北京大学前沿计算研究中心助理教授

 

　　李彤阳，2015年在清华大学交叉信息研究院（姚班）和数学科学系分别获得工学士学位和理学士学位，2020年在美国马里兰大学获得博士学位，之后在麻省理工学院从事博士后研究工作。2021年7月加入北京大学前沿计算研究中心，任助理教授（博士生导师）。

 

　　他的科研围绕理论计算机、量子计算、人工智能的交叉领域展开，研究成果已在 Journal of ACM、STOC、IEEE Transactions on Information Theory、ICML、NeurIPS、AAAI 等期刊、会议发表论文十余篇；6次受邀在国际量子信息方向的权威会议 QIP 上作报告；担任量子科学领域期刊 Quantum 的期刊编辑，以及相关领域多家顶级期刊和会议的审稿人，并于 ICML 2020和 ICML 2022会议中荣获优秀审稿人奖和杰出审稿人奖。曾获得 IBM 博士奖学金、美国自然科学基金委 QISE-NET Triplet 奖学金、以及马里兰大学 Lanczos 奖学金。

 

课程视频回放

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