مبانی محاسبات کوانتومی، با شروع از فصل‌های مقدماتی در مورد ریاضیات و مکانیک کوانتومی مورد نیاز، به توصیف چهار روش اصلی کیوبیت می‌پردازد و اصول اصلی محاسبات کوانتومی را به تفصیل توضیح می‌دهد. با ارائه یک روش گام به گام برای استخراج ریاضیات و کد منبع، برخی از الگوریتم‌های کوانتومی شناخته شده به روش‌های ساده توضیح داده شده‌اند تا خواننده بتواند آنها را در IBM Q یا Microsoft QDK امتحان کند. این کتاب همچنین شامل فصلی در مورد محاسبات کوانتومی آدیاباتیک و مفاهیم مدرن مانند محاسبات کوانتومی توپولوژیکی و کدهای سطحی است.
ویژگی‌ها:
o فصل‌های بنیادی که پیش‌زمینه لازم در مورد ریاضیات و مکانیک کوانتومی را ایجاد می‌کنند.
o مثال‌ها و تصاویر در سراسر کتاب، یک رویکرد عملی برای برنامه‌نویسی کوانتومی با تمرین‌های پایان فصل ارائه می‌دهند.
o بررسی دقیق چهار روش اصلی کیوبیت – یون به دام افتاده، ترانسمون‌های ابررسانا، کیوبیت‌های توپولوژیکی و نقاط کوانتومی – نحوه عملکرد کیوبیت‌ها را آموزش می‌دهد تا خوانندگان بتوانند نحوه عملکرد کامپیوترهای کوانتومی را در عمل درک کرده و الگوریتم‌ها و کدهای تصحیح خطای کارآمد را طراحی کنند. همچنین کیوبیت‌های محافظت شده – کیوبیت‌های 0-π، کیوبیت‌های محافظت شده با پاریته شارسون و کیوبیت‌های محافظت شده با پاریته بار – را معرفی می‌کند.
o اصول محاسبات کوانتومی، مانند اصل برهم‌نهی کوانتومی، درهم‌تنیدگی کوانتومی، تله‌پورت کوانتومی، قضیه عدم کلونینگ، موازی‌سازی کوانتومی و تداخل کوانتومی به تفصیل توضیح داده شده است.
یک فصل اختصاصی در مورد الگوریتم کوانتومی، الگوریتم‌های مبتنی بر اوراکل و مبتنی بر تبدیل فوریه کوانتومی را به تفصیل با ریاضیات گام به گام و کد کاری که روی IBM QisKit و Microsoft QDK اجرا می‌شود، بررسی می‌کند. مباحث مربوط به پارادوکس EPR، پروتکل‌های توزیع کلید کوانتومی، فرمالیسم ماتریس چگالی و فرمالیسم تثبیت‌کننده جذاب هستند. این کتاب ضمن تمرکز بر مدل گیت جهانی محاسبات کوانتومی، محاسبات کوانتومی آدیاباتیک و آنیلینگ کوانتومی را نیز معرفی می‌کند.
این کتاب شامل بخشی در مورد محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا است تا مباحث را کامل کند. مباحث مربوط به تصحیح خطای کوانتومی، کدهای سطحی مانند کد توریک و کد مسطح و کیوبیت‌های محافظت‌شده به توضیح چگونگی ایجاد تحمل خطا در سطح سیستم کمک می‌کنند.
