QC101 量子運算與量子機器學習簡介

基於數學的量子運算、密碼學和量子機器學習簡介。 使用 Python、Q# 和 Qiskit 進行編碼

從這 12 小時的課程,你會學到

  • 使用量子加密技術進行安全通信
  • 在 IBM Qiskit 和 Microsoft Q# 上開發、模擬和偵錯量子程序
  • 透過 IBM Quantum Experience 在真正的量子電腦上運行量子程式
  • 使用狄拉克符號( Dirac’s notation )和量子物理模型來分析量子電路
  • 在現實世界資料上訓練量子支援向量機(量子機器學習)並用它來進行預測
  • 了解資料科學以及量子運算如何幫助人工智慧/機器學習
  • 了解為什麼機器學習將成為量子運算的殺手級應用

要求

  • 12 年級高中數學和物理
  • 你必須學習過 12 年級以上的數學和物理,並且「喜歡」它。 量子運算主要涉及數學和物理。 涉及的編碼很少。
  • 12 年級,高中數學:複數、線性代數、機率、統計和布林邏輯

課程說明

歡迎來到 Udemy 上最暢銷的量子運算課程!

量子運算是軟體產業的下一波浪潮。 量子電腦比現今的經典電腦快得多。 過去被認為電腦難以解決的問題,例如模擬生物系統中的蛋白質折疊、破解 RSA 加密,現在都可以透過量子電腦來解決。

量子電腦有多快? 64位元量子電腦在每一步計算中可以處理360億位元組的資訊。 與你的家用計算機在每個計算步驟中可以處理的 8 個位元組進行比較!

Google、英特爾、IBM 和微軟等公司正在投資數十億美元來建造量子電腦。 如果你現在掌握了量子運算,你將準備好從這場技術革命中受益。

本課程從頭開始教授量子運算。 你唯一需要的背景是 12 年級高中數學和物理。

重要提示:你必須喜歡物理和數學才能充分利用本課程。 本課程主要是關於使用數學和量子物理學分析量子電路的行為。 雖然這裡解釋了 12 年級高中科學以外你需要了解的所有內容,但你必須意識到量子物理學是一門極其困難的學科。你可能經常需要停止視訊並重播課程才能理解它。

量子機器學習

看來量子運算的殺手級應用將是機器學習和人工智慧。

量子機器學習演算法顯著加快了訓練速度。 這種加速可以帶來更準確的預測。

雖然理解量子演算法需要掌握複雜的數學,但使用量子機器學習相對簡單。 Qiskit 將機器學習演算法封裝在一個 API 中,模仿流行的 Scikit-Learn 機器學習工具包。 因此,你幾乎可以像使用傳統機器學習一樣輕鬆地使用量子機器學習!

量子機器學習可以在後端應用來訓練模型,而這些訓練後的模型可以用於消費性電子產品。 這意味著即使量子電腦仍然昂貴,量子機器學習也可能會改善你的日常生活!

課程大綱

我們先學習基礎數學。 你可能已經忘記了高中學過的數學。 我將複習線性代數、機率、布林代數和複數。

量子物理學通常被認為是難以接近的,因為它涉及的是極其微小粒子的行為。 但在本課程中,我將透過偏振光的行為來解釋量子物理。 光是一種日常現象,你將能夠輕鬆理解它。

接下來我們學習量子密碼學。 事實證明,量子密碼學是牢不可破的。 我將解釋用於安全密鑰共享的 BB84 量子協定。

然後我們將了解量子程式的建構模組,即量子閘。

為了了解量子閘的工作原理,我們將深入研究量子疊加和量子糾纏。

我們將透過使用 Microsoft Q# (QSharp) 和 IBM Qiskit 建構量子電路來應用我們所學到的知識。 對於那些不了解 Python 程式語言的人,我將提供你需要了解的內容的清晰介紹。

我們將從簡單的電路開始,然後逐步在 Qiskit 中全面實現 BB84 量子加密協定。

我們將學習如何使用 Qiskit 的 Shor 演算法實作來分解大數。

量子運算的殺手級應用是量子機器學習

要理解量子機器學習,我們必須先了解經典機器學習的工作原理。 我對經典機器學習和神經網路(深度學習)進行了清晰的介紹。

最後,我們將在現實世界的資料上訓練量子支援向量機並用它來進行預測。

為了獲得更好的學習體驗,請打開成績單面板。

你將在 Udemy 網站上影片播放器的右下角看到一個小的「腳本」按鈕。 如果按一下此按鈕,將顯示旁白的文字記錄。 為了確保準確性,所有影片的文字記錄均經過手動編輯。 打開成績單面板將幫助你更好地理解這些概念。

如果你錯過了重要概念,則可以點擊記錄面板中的文字直接返回你要重複的部分。 相反,如你已經理解所呈現的概念,則可以單擊腳本面板中的文字以在影片中向前跳過。

立即註冊並加入量子革命!

目標受眾

  • 想要學習量子運算並享受數學和物理的軟體專業人員和技術經理
  • 想要了解如何在資料科學中使用量子運算的機器學習和人工智慧專業人士

講師簡介

Kumaresan Ramanathan  Coroman Systems的首席架構師

我熱衷於讓技術易於理解。我曾在 University of Massachusetts 教過學生,並在 Cadence Design Systems、iCOMS、Empirix、Relona 和 Johnson&Johnson 指導軟體專業人士。

我的目標是幫助你作為軟體專業人員每年賺取超過 20 萬美元。我專注於 AI 和量子運算的教學,因為這些是業內薪酬最高的技能。

我的課程幫助初學者對高中數學和程式設計有基本的了解。在大約 6 個月內,你可以完成幾門課程,成為每小時 200 美元以上的專家。

除了教授技術技能外,我還幫助你建立領導能力。我的課程討論各種技術選擇之間的權衡,並幫助你做出明智的決定。作為軟體專業的專家,你將能夠推薦解決方案,建議實施選擇並指導軟體設計。

我的課程有 30 天退款保證。歡迎查看免費教學影片預覽並立即註冊。

我擁有 IIT 的電幾工程學位和 University of Massachusetts 的電腦科學碩士學位。我管理過軟體團隊,幫助新創公司在國際市場上推出產品。

我在波士頓地區度過了大部分職業生涯。我喜歡閱讀科幻小說和經濟理論。我是一個喜歡與朋友和家人一起嘗試有趣的食譜和新餐館的美食家。

英文字幕:有

  • 想要了解如何將英文字幕自動翻譯成中文? 請參考這篇 How-To

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