量子計(jì)算智能 教學(xué)大綱

PAGE2-課程教學(xué)大綱課程編號：課程中文名稱：量子計(jì)算智能導(dǎo)論課程英文名稱：IntroductiontoQuantumcomputingIntelligence開課單位：人工智能學(xué)院課程學(xué)分：2課內(nèi)學(xué)時(shí)：32適用學(xué)生：高年級本科生，碩士，博士，專業(yè)學(xué)位課程性質(zhì)：非學(xué)位授課方式：線上線下結(jié)合考核方式：考查適用學(xué)科：工科各專業(yè)先修課程：計(jì)算智能，最優(yōu)化理論，算法設(shè)計(jì)與分析推薦教材：李陽陽，焦李成等《量子計(jì)算智能》，西安電子科技大學(xué)出版社，2019年教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生系統(tǒng)地掌握量子計(jì)算基礎(chǔ)，量子搜索與優(yōu)化，量子學(xué)習(xí)，量子智能算法及其在各類優(yōu)化與學(xué)習(xí)問題中應(yīng)用，理解量子計(jì)算智能國內(nèi)外發(fā)展的最新研究成果，并能將所學(xué)內(nèi)容用于實(shí)際工程問題的求解。英文簡介：ThroughthestudyofQuantumcomputationalintelligence（QCI）,studentsarerequiredtosystematicallystudyquantumcomputing,searchingandoptimization,quantumlearningandtheirapplicationinvariousoptimizationproblems,knowaboutthelatestresearchprogressofquantumcomputationalintelligence,andapplythemethodstothepracticalengineeringproblems.課程主要內(nèi)容：量子計(jì)算基礎(chǔ)，量子搜索與優(yōu)化，量子學(xué)習(xí)，量子粒子群優(yōu)化及其在數(shù)據(jù)分類中的應(yīng)用，量子聚類及量子進(jìn)化聚類算法，基于量子進(jìn)化的組播路由，圖像處理等算法。教學(xué)任務(wù)安排以及知識點(diǎn)知識點(diǎn)1：量子計(jì)算基礎(chǔ)介紹量子計(jì)算的相關(guān)概念，重點(diǎn)掌握量子比特，糾纏、相干和并行計(jì)算相關(guān)概念，難點(diǎn)能夠設(shè)計(jì)或者搭建一種量子門電路。知識點(diǎn)2：量子搜索與優(yōu)化講解量子相關(guān)搜索和優(yōu)化算法，重點(diǎn)掌握Grover算法，量子進(jìn)化算法等，難點(diǎn)能夠編程實(shí)現(xiàn)兩種以上量子算法。知識點(diǎn)3：量子學(xué)習(xí)介紹量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)掌握量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和量子貝葉斯算法實(shí)現(xiàn)，難點(diǎn)能夠編程實(shí)現(xiàn)上述分類算法。知識點(diǎn)4：基于量子進(jìn)化的組播路由回顧進(jìn)化計(jì)算和量子進(jìn)化基本理論，并回顧經(jīng)典組合優(yōu)化問題-背包問題，介紹量子進(jìn)化求解背包問題，重點(diǎn)講解組播路由問題，重點(diǎn)掌握如何把組播路由問題建模為一個(gè)組合優(yōu)化問題，難點(diǎn)能夠編程實(shí)現(xiàn)上述算法。知識點(diǎn)5：量子粒子群優(yōu)化及其在數(shù)據(jù)分類中的應(yīng)用講解量子粒子群智能的基本概念，重點(diǎn)掌握其算法流程，通過知識點(diǎn)4的建模方法，需掌握分類問題如何轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題，難點(diǎn)能夠編程實(shí)現(xiàn)上述算法。知識點(diǎn)6：量子聚類及量子進(jìn)化聚類算法:介紹兩種類型的量子聚類，一種為物理啟發(fā)的量子聚類算法，一種為仿生的量子進(jìn)化聚類算法，重點(diǎn)掌握其建模過程，難點(diǎn)能夠編程實(shí)現(xiàn)。知識點(diǎn)7：實(shí)際應(yīng)用介紹一種量子圖像處理思想，將圖像分割或變化檢測建模為優(yōu)化問題，采用量子進(jìn)化思想解決之，重點(diǎn)能夠根據(jù)布置的上機(jī)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)量子智能計(jì)算，應(yīng)用不限。參考書目：焦李成，李陽陽等.《量子計(jì)算、優(yōu)化與學(xué)習(xí)》出版社：科學(xué)出版社李士勇，李盼池

著.《量子計(jì)算與量子優(yōu)化算法》出版社：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社（日）佐川弘幸，（日）吉田宣章著，宋鶴山，宋天譯.《突破經(jīng)典信息科學(xué)的極限——量子信息論》出版社：大連理工大學(xué)出版社G.Alber,T.Beth

etal著.《量子信息（英文版）》出版社：世界圖書出版公司分析報(bào)告：該課程主要對量子計(jì)算智能領(lǐng)域的主要算法進(jìn)行介紹，重點(diǎn)討論各種算法的思想來源、主要流程以及最新改進(jìn)，這些都為研究生的開展后續(xù)科研工作的開展提供思路。目前采用線上線下相結(jié)合的授課方式，線上主要講解各類算法的流程和參數(shù)設(shè)置，線下主要探討各類算法的思想來源和實(shí)踐最新改進(jìn)思路，