SylabUZ

Wygeneruj PDF dla tej strony

Zaproszenie do obliczeń i algorytmów kwantowych - opis przedmiotu

Informacje ogólne
Nazwa przedmiotu Zaproszenie do obliczeń i algorytmów kwantowych
Kod przedmiotu 11.0-WE-AEIT-ZOiAK
Wydział Wydział Informatyki, Elektrotechniki i Automatyki
Kierunek Automatyka i robotyka, Elektrotechnika, Informatyka
Profil ogólnoakademicki
Rodzaj studiów doktoranckie
Semestr rozpoczęcia semestr zimowy 2018/2019
Informacje o przedmiocie
Semestr 3
Liczba punktów ECTS do zdobycia 2
Typ przedmiotu obieralny
Język nauczania polski
Sylabus opracował
  • prof. dr hab. Roman Gielerak
Formy zajęć
Forma zajęć Liczba godzin w semestrze (stacjonarne) Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne) Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne) Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne) Forma zaliczenia
Wykład 15 1 - - Egzamin

Cel przedmiotu

- wprowadzenie  do nowego modelu obliczeniowego opartego  o  paradygmat  fizyki kwantowej

- prezentacja  kwantowych modeli obliczeniowych

-wprowadzenie  do  algorytmiki  kwantowej

- zastosowania  technologii kwantowych  do  kryptografii 

Wymagania wstępne

-podstawy  fizyki   kwantowej

-podstawy  algebry liniowej  i analizy matematycznej

Zakres tematyczny

Wstęp. Historia narodzin i perspektywy informatyki kwantowej. Algorytm Schora ( info): zagrożenie dla kryptografii RSA.

Narodziny teorii kwantowej: historia wczesnej fazy. Dualizm korpuskularno-falowy mikroświata. Cząsteczki światła: fotony i ich podstawowe własności, polaryzacja.

Ogólna struktura mechaniki kwantowej: przestrzeń Hilberta, stany czyste, amplitudy prawdopodobieństwa. Reprezentacja położeń: funkcja falowa, równanie Schrodingera. Obserwable i wartości wlasne. Rozkłady spektralne. Operacje unitarne. Pomiary kwantowomechaniczne: wartości średnie, możliwe wartości pomiaru, zasada superpozycji. Zasada redukcji stanu (dekoherencja). Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Układy złożone: opis za pomocą iloczynów tensorowych.

Stany splatane, miary splątania. Q-bity.

Model  obwodowy  Podstawowe bramki kwantowe; jedno, dwu- i trzy-kubitowe. Zagadnienie uniwersalności układu bramek. Dyskretyzacja. Obwody kwantowe. Problem Jotzsy-Deutcha jako przykład działania komputera kwantowego.

Wybrane  algorytmy  kwantowe i ich implementacje Kwantowy algorytm przeszukiwania: kwantowa maszyna Grovera. Algorytm Shora.Kryptografia RSA. Analiza teoretyczna algorytmu kwantowego.

Perspektywy: sprzętowa strona projektu. Fizyczne realizacje najprostszych bramek kwantowych.

Idee kwantowej kryptografii.Przeglad podstawowych protokołow  kwantowej  dystrybucji kluczy  i ich  implementacje  

Metody kształcenia

wykład: wykład problemowy, wykład konwencjonalny

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu Symbole efektów Metody weryfikacji Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Egzamin  ustny  lub  prezentacja  referatu  i  jego wspolna   dyskusja  , referatu  przydzielanego w  trybie indywidualnym

Literatura podstawowa

1.M.A. Nielsen , I.L.Chuang , Quantum Computation and Quantum Information , Cambridge University Press, 2000

2. I. Bengtsson , K.Życzkowski ,Geometry of Quantum States. An Introduction to Quantum Entanglement. Cambridge University Press, 2006.

3. K. Giaro ,Elementy Kwantowego Modelu Obliczen i Algorytmiki Kwantowej , Wydawnictwo Naukowe OWSLiZ , Olsztyn 2013

4. Nicolas Gisin, Gre´goire Ribordy, Wolfgang Tittel, and Hugo Zbinden, Quantum cryptography, REVIEWS OF MODERN PHYSICS, VOLUME 74, JANUARY 2002 

Literatura uzupełniająca

Uwagi


Zmodyfikowane przez prof. dr hab. inż. Marcin Witczak (ostatnia modyfikacja: 27-03-2018 12:08)