量子計算實戰

內容簡介:利用Python量子組合語言以及IBM的Q Experience編寫量子程式

在全新的量子計算領域發展演算法及程式。本書涵蓋幾個主題，例如量子電腦的物理特性：包括量子位元(qubit)、糾纏(entanglement)、邏輯閘電路，以及其與傳統電腦的區別。此外，《量子計算實戰》也利用IBM的Q Experience探討雲端的量子計算。討論的項目包括有：作曲家程式(composer)、量子分數、實驗、電路、模擬器、實際的量子裝置等等。讀者可以在雲端的實際量子裝置上面執行程式。

另外，本書也教你怎麼用QISKit(量子資訊軟體套件)、Python SDK、以及其他像QASM(量子組合語言)這類的API來寫量子程式。讀者將學會用這些語言編寫程式碼，並且以本地/雲端的模擬器或IBM的Q Experience提供的真實量子電腦來執行。最後，我們還會學到糾纏態、隨機數字產生、線性搜索、質因數分解及其他一些常見的量子演算法。並因而有機會探討糾纏貝爾狀態的內部機制、Grover線性搜索、Shor質因數分解，以及包含最佳化領域的其他一些演算法。

在學習過程中還會用魔方(Magic Square)來探討遊戲理論。魔方是類似量子傳心術的一個例子，身在其中的參與者互相分享糾纏態，並且可以被觀察出彼此之間有某種程度的通信機制存在。遊戲中Alice與Bob跟裁判員對賭，利用量子力學有辦法讓Alice跟Bob只贏不輸！

讀完本書後，讀者將理解此新興技術相較於傳統電腦，是如何實現了大規模的平行度及巨大的計算效能改善。並將具備編寫量子計算程式之能力—量子電腦被預期將取代資料中心的傳統電腦。


讀者將學習
‧使用最早出現的網頁控制台：Q Experience作曲家程式，來打造視覺化的程式/實驗，並傳送到模擬器或雲端的真實裝置執行
‧利用Q Experience REST API遠端執行程式
‧寫出比傳統版本更強大的量子版本演算法
‧建立Node.js REST客戶端程式，用來認證、列出遠端裝置、查詢量子處理器資訊、列出或執行雲端上的程式/實驗
‧打造量子數字產生器：即帶有量子意涵的典型硬幣拋擲
‧發掘量子遙傳：此演算法展示如何將一個量子位元或量子資訊的確切狀態，藉由傳統通信及發送/接收者之間的量子糾纏，從某處傳至他處
‧以帶有量子意味、典型的戰艦遊戲一窺單一個量子位元的運作
‧解決偽幣問題：這是個古典的謎題，探討在總共8枚硬幣的槓桿秤中，如何只用兩個步驟找出偽幣

適合本書的讀者
對量子計算這項新領域有興趣的發展人員及程式設計師。