Variational Quantum Algorithms: Challenge or Excuse

From QCLab

Special Summer Internship (including Special Lectures)

2018년 John Preskil이 NISQ(noisy intermediate-scale quantum, 오류가 많은 중형 규모의 양자) 시대를 선언한 이후, 현재의 기술 수준으로 구현할 수 있는 양자 컴퓨터를 활용할 방법과 그 대상이 될 만한 문제들을 찾아 나섰다. 그 과정에서 가장 유력하게 떠오른 방법 중의 하나가 변분법 양자 알고리즘(Variational Quantum Algrorithm, 이하 VQA)이다.

VQA는 양자회로를 적절한 매개변수를 써서 표현한 후 기계학습(인공지능)을 통해 양자회로를 최적화하는 방법으로, NISQ 컴퓨터의 성능을 최대로 이용할 수 있으리라 기대가 크다. 그러나 최근 인공지능의 성공에 따른 막연한 기대감이나 시행착오에 지나치게 의존하는 면도 있다는 점이 지적되었다.

이 특별 인턴십 프로그램은 VQA의 기본원리를 실습을 통해 익히며 VQA의 양자이득(quantum advantage) 혹은 잠재력 및 한계 등을 진지하게 토론할 기회가 될 것이다.

Schematic diagram of work flow in variational quantum algorithms. Source: Cerezo et al., Nature Review Physics (2021)

개요

  • 기간: 2023년 7월 1일 - 8월 31일 (2개월)
  • 장소: 고려대학교주관 양자대학원 세미나실 (실습 및 특강)
  • 대상: 고려대학교주관 양자대학원 참여대학 3,4학년생 (휴학생 제외, 양자역학I 수강 권장). 단, 양자대학원 참여대학 소속이 아니나 대학원 진학 의사가 분명한 학생은 양자대학원 참여교수와 상담 후 참가승인서(자유양식)에 서명을 받아 함께 제출하면 대상자로 인정.
  • 인원: 10 - 20 명
  • 기타: 세부 일정은 추후 공지

참가 신청

이 특별 인턴십 프로그램에 참가할 학생은 고려대학교주관 양자대학원 행정실로 신청하기 바랍니다.

  • 신청 마감: 2023년 6월 23일(금) 18:00

학습 자료

  • 학습계획서 (6월 14일 수정): Xanadu에서 제안한 학습계획서입니다. 구체적인 프로그램이 확정되면서 일부 수정될 수 있습니다.
  • 학습계획서에 안내되어 있는 자료 외 #참고 문헌도 도움이 될 수 있습니다.

프로그램

아래 장소가 명시되지 않은 일정은 모두 고려대학교주관 양자대학원 세미나실(이학관 425B)에서 진행됩니다.

6월 30일(금) 12:00-14:00 오리엔테이션 (점심 제공)
7월 03일(월) 14:00-15:00 [특강] VQA 소개 및 개요 (연사 추후 공지)
15:15-16:15 [특강] Python 및 PennyLane 소개 (연사 추후 공지)
7월 06일(목) 14:00-15:00 [특강] (제목 및 연사 추후 공지)
15:15-16:15 [발표 및 토론] 참가학생
7월 10일(월) 14:00-15:00 [특강] (제목 및 연사 추후 공지)
15:15-16:15 [발표 및 토론] 참가학생
7월 13일(목) 14:00-15:00 [특강] (제목 및 연사 추후 공지)
15:15-16:15 [발표 및 토론] 참가학생
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주관 및 도움

이 특별 인턴십 프로그램은 아래 기관들이 공동주관합니다.


아울러 PennyLane을 비롯해 VQA 프로그래밍에 필요한 여러 자료 등에 관하여 아래 기관에서 도움을 주고 있습니다.

용어 해설

  • 오류 내성 양자 컴퓨터(fault-tolerant quantum computer): 양자오류정정 등을 거쳐 실제 계산에 사용할 수 있는 궁극적인 양자 컴퓨터.
  • NISQ 컴퓨터: 기술적으로 양자오류정정 등을 수행할 수 없어 오류를 포함하되, 여전히 고전적인 컴퓨터보다 우수한 성능을 보일 수 있는 과도기 양자 컴퓨터.

참고 문헌

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