量子模拟和量子计算是量子力学最令人兴奋的应用之一。更广泛地说,在量子技术研究领域,人们的目标是利用量子叠加和纠缠来开发新设备。用通俗的话来说,这些预期的发展将引发第二次量子革命。一个主要的里程碑是利用量子能力来解决一个实际上无法通过其他方式解决的(计算)问题。理论建议包括整数分解(Shor 算法)、优化和机器学习算法的加速、复杂量子系统的模拟以及专门为该里程碑量身定制的某些采样实验。但是,如果不能通过常规方法获得量子模拟或计算的输出,如何确保结果是正确的?整数分解的输出可以有效地检查,但例如,对于量子多体系统的能量估计或动态模拟的结果,情况就不那么清楚了。因此,为了开发可信量子技术,迫切需要特殊的表征和验证技术。本课程介绍该研究领域、表征、验证和验证问题以及解决这些问题的初步方法。更具体地说,将涵盖量子态层析成像、量子态认证、量子过程层析成像和随机基准测试。特别是,本课程概述了这个仍然年轻且非常活跃的研究领域的最新发展。本课程的方法主要是概念和数学性质的。
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