Kvantové aplikace založené na platformě IBM QX

Josef POLÁK

Bakalářská práce

Quantum applications based on the IBM QX platform

Anotace:

Tato bakalářská práce se snaží přiblížit a objasnit fungování kvantové informatiky. První část práce objasňuje základy kvantové mechaniky, které je nutné znát pro pochopení následujících základů kvantové informatiky. V těchto základech jsou objasněný výrazy jako kvantový bit, kvantové logické brány a mnohé další vlastnosti kvantového světa (pozitivní i negativní). Pro představu jsou uvedeny i nejznámější algoritmy, které jsou založené na kvantových výpočtech. Další z cílů práce je přiblížit a seznámit platformu IBM QX. Na té se lze seznámit s kvantovými obvody a spustit vlastní kvantové obvody na kvantových počítačích sdílených na cloudu. Poslední částí je vývoj aplikace řešící problém obchodního cestujícího. Byl vybrán algoritmus, který funguje na klasickém počítači. Poté byl zapojen kvantový výpočet do algoritmu pro urychlení. Nakonec následovala tvorba uživatelského rozhraní. Aplikace spíš ukazuje fungování kvantových výpočtů, než že by mohla být použitelná v praxi. Po přepracování by bylo možné využit v logistice.

Abstract:

This Bachelor thesis explores and clarifies the workings of quantum computer science. The first part of the work clarifies the fundamentals of quantum mechanics, which need to be known for understanding the following fundamentals of quantum informatics. In these bases are clarified expressions such as quantum bit, quantum logic gates, and many other properties of the quantum world (both positive and negative). The most famous algorithms, which are based on quantum computing, are also given for the idea. Another of the goals of the job is to explore and familiarize the IBM QX platform. You can learn about quantum circuits on this and use shared quantum computers in the cloud to run your own quantum circuits. The last part is the development of an application to solve the problem of the business traveller. An algorithm that works on a classical computer has been selected. Then quantum computing was plugged into an algorithm for acceleration. Finally, user interface creation followed. The application shows the workings of quantum computing rather than that it could be applicable in practice. Once redesigned, it could be used in logistics.

Klíčová slova

kvantové výpočty, kvantové algoritmy, IBM QX, kvantový bit

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Ladislav Beránek, CSc., MBA

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Ekonomická fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Systémové inženýrství a informatika / Ekonomická informatika