๋ณธ๋ฌธ ๋ฐ”๋กœ๊ฐ€๊ธฐ

โœ’๏ธ WISET Qiskit Dev certificate6

< Lecture 1 - 2 - 0 > 1 - 2 - 0. ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด์™€ ์–‘์ž ํšŒ๋กœ์˜ ํŠน์„ฑ # ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด์™€ ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด์˜ ์“ฐ์ž„ 1. ํšŒ๋กœ๋ฅผ ์‹œ๊ฐ์ ์œผ๋กœ ๋ถ„๋ฆฌํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์‚ฌ์šฉ 2. ํŠธ๋žœ์ŠคํŒŒ์ผ์€ ๋‘ ๊ฐœ์˜ ํ•˜๋‹ค๋งˆ๋“œ ๊ฒŒ์ดํŠธ๊ฐ€ ์ตœ์ข…์ ์œผ๋กœ ์–ด๋–ค ๊ธฐ๋Šฅ๋„ ํ•˜์ง€ ์•Š์„ ๊ฒƒ์„ ์•Œ๊ธฐ์—, ๋‘ ๊ฐœ์˜ ํ•˜๋‹ค๋งˆ๋“œ ๊ฒŒ์ดํŠธ๋ฅผ ์ƒ์‡ ์‹œํ‚ค๋Š” ๋“ฑ์˜ ์ตœ์ ํ™” ์ž‘์—…์„ ํ†ตํ•ด ์–‘์ž ํšŒ๋กœ์˜ ์„ฑ๋Šฅ์„ ํ–ฅ์ƒ์‹œํ‚ด --> ์ด๋Ÿฐ ์ตœ์ ํ™” ์ž‘์—…์ด ํŠธ๋žœ์ŠคํŒŒ์ผ๋Ÿฌ์—์„œ ์ง„ํ–‰๋˜๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ง‰๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์‚ฌ์šฉ # Qiskit์—์„œ์˜ ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด ์‚ฌ์šฉ๋ฒ• 1. ์•„๋ž˜ ์ฝ”๋“œ๋“ค์„ ํ†ตํ•ด qiskit ๋ผ์ด๋ธŒ๋Ÿฌ๋ฆฌ, ์ƒํƒœ ๋ฒกํ„ฐ ๋ผ์ด๋ธŒ๋Ÿฌ๋ฆฌ, math ๋ผ์ด๋ธŒ๋Ÿฌ๋ฆฌ์˜ pi๋ฅผ ๋ถˆ๋Ÿฌ์˜ค๊ธฐ 2. ๊ฒŒ์ดํŠธ๋ฅผ ์ƒ์„ฑํ•˜๊ณ  ์›ํ•˜๋Š” ์œ„์น˜์— qc.barrier() ์ฝ”๋“œ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด๋ฅผ ์ถ”๊ฐ€ํ•˜๊ธฐ # ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด์™€ ์ธ์ˆ˜ - ์•„๋ž˜์ฒ˜๋Ÿผ ๋ฐฐ๋ฆฌ์–ด์— ์ธ์ˆ˜๋ฅผ ์ง€์ •ํ•˜์ง€ ์•Š์„ ๊ฒฝ์šฐ(qc.barrier() ์—์„œ ๊ด„ํ˜ธ .. 2022. 8. 29.
< Lecture 1 - 1 > 1 - 1. ๊ฒŒ์ดํŠธ์™€ ์–‘์ž ํšŒ๋กœ_B. ๋‹ค์ค‘ ํ๋น„ํŠธ ๊ฒŒ์ดํŠธ # ๋‹ค์ค‘ ํ๋น„ํŠธ ์ƒํƒœ - ํ•œ ๊ฐœ์˜ ํ๋น„ํŠธ๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค๋ฉด 0๊ณผ 1 ๋‘ ๊ฐ€์ง€์˜ ์ƒํƒœ๋กœ ๋‚˜ํƒ€๋‚ผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. --> ๊ฐ™์€ ์›๋ฆฌ๋กœ 2๊ฐœ์˜ ํ๋น„ํŠธ๋Š” 4๊ฐ€์ง€, 3๊ฐœ์˜ ํ๋น„ํŠธ๋Š” 8๊ฐ€์ง€์˜ ์ƒํƒœ๋ฅผ ๋‚˜ํƒ€๋‚ผ ์ˆ˜ ์žˆ์Œ - ํฌ๋กœ๋„ค์ปค ๊ณฑ( Kronecker Product ) : 2๊ฐœ ์ด์ƒ์˜ ํ๋น„ํŠธ๊ฐ€ ๋ถ„๋ฆฌ๋˜์–ด ํ‘œํ˜„๋œ ์ƒํ™ฉ์—์„œ ์ด ํ๋น„ํŠธ๋“ค์˜ ์ƒํƒœ๋ฅผ ํ‘œํ˜„ํ•˜๋Š”๋ฐ ์“ฐ์ž„ ex) a, b๋ผ๋Š” 2๊ฐœ์˜ ํ๋น„ํŠธ๊ฐ€ ์กด์žฌํ•œ๋‹ค๊ณ  ๊ฐ€์ •ํ–ˆ์„๋•Œ ๋‘ ํ๋น„ํŠธ์˜ ์ƒํƒœ๋ฅผ ํฌ๋กœ๋„ค์ปค ๊ณฑ์„ ํ†ตํ•ด ํ‘œํ˜„ํ•ด๋ณด๊ธฐ - ๋‹ค์ค‘ ํ๋น„ํŠธ ์ƒํƒœ์™€ Qiskit์—์„œ์˜ ํ‘œํ˜„๋ฒ• : ๋‹ค์ค‘ ํ๋น„ํŠธ์˜ ์ƒํƒœ๋ฅผ ํ‘œํ˜„ํ•  ๋•Œ Qiskit์—์„œ๋Š” ๊ฐ€์žฅ ์™ผ์ชฝ์„ ์ตœ์ƒ์œ„ ๋ฐ”์ดํŠธ( MSB = Most Significant Bit ), ๊ฐ€์žฅ ์˜ค๋ฅธ์ชฝ์„ ์ตœํ•˜์œ„ ๋ฐ”์ดํŠธ( LS.. 2022. 8. 28.
< Lecture 1 - 0 - 1 > 1 - 0 - 1. ๊ฒŒ์ดํŠธ์™€ ์–‘์ž ํšŒ๋กœ_A. ๋‹จ์ผ ํ๋น„ํŠธ ๊ฒŒ์ดํŠธ - ์—ฌ๋Ÿฌ ๊ฐ€์ง€ ๊ฒŒ์ดํŠธ๋“ค # ํšŒ์ „ ๊ฒŒ์ดํŠธ( Rotation Gates ) - RX ๊ฒŒ์ดํŠธ : X์ถ•์„ ๊ธฐ์ค€์œผ๋กœ ์ง€์ •๋œ θ ๋งŒํผ ํšŒ์ „ ex 1) RX ๊ฒŒ์ดํŠธ์™€ ์ค‘์ฒฉ ์ƒํƒœ (๋‹จ, θ๋Š” π/2 ๋กœ ์„ค์ •) + ์ƒํƒœ๊ฐ€ ํšŒ์ „ํ•˜์—ฌ 0๊ณผ 1์˜ ๊ฐ€์šด๋ฐ๋ฅผ ๊ฐ€๋ฆฌํ‚ค๋Š” ์ƒํ™ฉ --> ์ค‘์ฒฉ ์ƒํƒœ ex 2) ์ƒํƒœ๊ฐ€ 1์ผ๋•Œ RX ๊ฒŒ์ดํŠธ๋ฅผ ์ถ”๊ฐ€ํ•จ + 0๊ณผ 1 ์ƒํƒœ์˜ ๋ฐ˜๋Œ€ ๋ฐฉํ–ฅ์„ ๊ฐ€๋ฆฌํ‚ค๊ณ  ์žˆ์Œ - RY ๊ฒŒ์ดํŠธ : Y์ถ•์„ ๊ธฐ์ค€์œผ๋กœ ์ง€์ •๋œ θ ๋งŒํผ ํšŒ์ „ ex 1) 0 ์ƒํƒœ์—์„œ RY ๊ฒŒ์ดํŠธ ์ถ”๊ฐ€ํ•˜๊ธฐ (๋‹จ, θ๋Š” π/2 ๋กœ ์„ค์ •) + ์œ„์ƒ์—๋Š” ๋ณ€ํ™” X + 2๊ฐ€์ง€์˜ ์ธก์ • ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ƒํƒœ๊ฐ€ ๋‚˜์˜ด ex 2) ์ƒํƒœ๊ฐ€ 1์ผ๋•Œ RY ๊ฒŒ์ดํŠธ ์ถ”๊ฐ€ํ•˜๊ธฐ + 0 ์ƒํƒœ์˜ ์œ„์ƒ์ด π ๋งŒํผ ์›€์ง์ž„ - RX ๊ฒŒ์ด.. 2022. 8. 24.
< Lecture 1 - 0 - 0 > 1 - 0 - 0. ๊ฒŒ์ดํŠธ์™€ ์–‘์ž ํšŒ๋กœ_A. ๋‹จ์ผ ํ๋น„ํŠธ ๊ฒŒ์ดํŠธ - ํŒŒ์šธ๋ฆฌ ๊ฒŒ์ดํŠธ (Pauli Gates) # ๋‹จ์ผ ํ๋น„ํŠธ ๊ฒŒ์ดํŠธ - ํŒŒ์šธ๋ฆฌ ๊ฒŒ์ดํŠธ (Pauli Gates) - ํŒŒ์šธ๋ฆฌ ๊ฒŒ์ดํŠธ (Pauli Gates)์˜ ๊ฒŒ์ดํŠธ๋“ค x-๊ฒŒ์ดํŠธ y-๊ฒŒ์ดํŠธ z-๊ฒŒ์ดํŠธ - ๋น„ํŠธ ํ”Œ๋ฆฝ ๊ฒŒ์ดํŠธ (๋น„ํŠธ๋ฅผ ๋’ค์ง‘์–ด์ฃผ๋Š” ๊ฒŒ์ดํŠธ) - ๋น„ํŠธ ํ”Œ๋ฆฝ ๊ฒŒ์ดํŠธ์ด์ž ์œ„์ƒ ํ”Œ๋ฆฝ ๊ฒŒ์ดํŠธ (์œ„์ƒ์„ ๋ฐ”๊พธ์–ด์ฃผ๊ณ  ๋น„ํŠธ๋ฅผ ๋’ค์ง‘๋Š” ๊ฒŒ์ดํŠธ) - ์œ„์ƒ ํ”Œ๋ฆฝ ๊ฒŒ์ดํŠธ (์œ„์ƒ์„ ๋ฐ”๊พธ์–ด ์คŒ) Qiskit ์—์„œ ๊ฒŒ์ดํŠธ๋ฅผ ์–‘์ž ํšŒ๋กœ์— ์ถ”๊ฐ€ํ•˜๋Š” ์ฝ”๋“œ qc.x(qubit) qc.y(qubit) qc.z(qubit) - X ๊ฒŒ์ดํŠธ : X์ถ•์„ ๊ธฐ์ค€์œผ๋กœ π๋งŒํผ ํšŒ์ „. ์œ„์ƒ ๋ณ€ํ™”๋Š” ์—†๊ณ  ์˜ค์ง ๋น„ํŠธ์˜ ๋ณ€ํ™”๋งŒ ์กด์žฌ a. ํ˜„์žฌ ์ƒํƒœ๊ฐ€ 0์ธ ํ๋น„ํŠธ์— X ๊ฒŒ์ดํŠธ๋ฅผ ์ถ”๊ฐ€ํ•ด์ฃผ๋ฉด ๋น„ํŠธ๊ฐ€ ํ”Œ.. 2022. 8. 23.
< Linear Algebra - 2 > 2. ๋‹จ์œ„ ํ–‰๋ ฌ(Identity matrix)์™€ ์—ญํ–‰๋ ฌ(Inverse matrix) + ์ „์น˜ ํ–‰๋ ฌ(Transpose matrix) + ์—๋ฅด๋ฏธํŠธ ํ–‰๋ ฌ(Hermitian matrix) + ์œ ๋‹ˆํ„ฐ๋ฆฌ ํ–‰๋ ฌ(Unitary matrix) # ๋‹ค์–‘ํ•œ ํ–‰๋ ฌ๋“ค - ๋‹จ์œ„ ํ–‰๋ ฌ (Identity matrix) : ์ฃผ๋Œ€๊ฐ ์„ฑ๋ถ„๋งŒ 1, ๋‚˜๋จธ์ง€ ์„ฑ๋ถ„๋“ค์€ ๋ชจ๋‘ 0์ธ ํ–‰๋ ฌ : ํƒ€ ํ–‰๋ ฌ๊ณผ์˜ ๊ณฑ์…ˆ ๊ณ„์‚ฐ ์‹œ ํ•ญ์ƒ ์ž๊ธฐ ์ž์‹ ์ด ๋‚˜์˜ค๊ฒŒ ํ•˜์—ฌ ํƒ€ ํ–‰๋ ฌ๊ณผ์˜ ๊ณฑ์…ˆ์— ๋Œ€ํ•œ ํ•ญ๋“ฑ์›์œผ๋กœ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ์Œ - ์—ญํ–‰๋ ฌ(Inverse matrix) : ํ–‰๋ ฌ A๊ฐ€ ์žˆ๋‹ค๊ณ  ๊ฐ€์ •ํ–ˆ์„ ์‹œ, A์™€ ๊ณฑํ–ˆ์„ ๋•Œ ๋‹จ์œ„ํ–‰๋ ฌ์„ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ’์œผ๋กœ ๊ฐ€์ง€๊ฒŒ ํ•˜๋Š” ํ–‰๋ ฌ์„ ์˜๋ฏธ : ํ–‰๋ ฌ A์˜ ์—ญํ–‰๋ ฌ์€ A-1์œผ๋กœ ํ‘œ์‹œ : ๋‹จ, ๋ชจ๋“  ํ–‰๋ ฌ์ด ์—ญํ–‰๋ ฌ์„ ๊ฐ€์ง€๋Š” ๊ฒƒ์€ X # ์ „์น˜ ํ–‰๋ ฌ(Transpose .. 2022. 8. 22.
< Linear Algebra - 1 > 1. ์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ + ๋ฒกํ„ฐ + ํ–‰๋ ฌ + Bra-ket notation + ๋ฒกํ„ฐ์˜ ๋‚ด์ (inner product) + ๋ฒกํ„ฐ์˜ ๋…ธ๋ฆ„(Norm) + ๋ฒกํ„ฐ ๊ณต๊ฐ„ ๋ถ„์„ + ๋ฒกํ„ฐ์˜ ์„ ํ˜• ๊ฒฐํ•ฉ(Linear combination) + ์—ฐ์‚ฐ์ž # ์„ ํ˜• ๋Œ€์ˆ˜ํ•™ (Linear Algebra) : ์–‘์ž ์ปดํ“จํŒ…์—์„œ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ƒํƒœ ๋ฐ ๋™์ž‘๋“ค์„ ๋ฌ˜์‚ฌ, ์ถ”์ธกํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์‚ฌ์šฉํ•˜๋Š” ์–ธ์–ด์ด์ž ๋งŽ์€ ๋ฏธ์ง€์ˆ˜์™€ ์‹๋“ค์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ํ‘œํ˜„ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•œ ๋„๊ตฌ # ๋ฒกํ„ฐ : ํฌ๊ธฐ์™€ ๋ฐฉํ–ฅ์„ ๊ฐ€์ง„ ์–‘ : ๋ฒกํ„ฐ ๊ณต๊ฐ„(๋ง์…ˆ, ์Šค์นผ๋ผ ๊ณฑ์…ˆ์— ๋Œ€ํ•ด ๋‹ซํ˜€ ์žˆ๋Š” ๊ณต๊ฐ„)์˜ ์›์†Œ --> ์ถ”์ƒ์ ์ธ ์ •์˜ - ์—ด ๋ฒกํ„ฐ (column vector) ex. - ํ–‰ ๋ฒกํ„ฐ (row vector) ex. ( 0 0 3 ) - ๋ฒกํ„ฐ์˜ ๋ง์…ˆ - ๋ฒกํ„ฐ์˜ ์Šค์นผ๋ผ ๊ณฑ # ํ–‰๋ ฌ : ์ˆซ์ž๋“ค์„ ํ–‰, ์—ด์— ๋งž์ถฐ .. 2022. 8. 19.