Informacja kwantowa
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1000-2M22IKW |
Kod Erasmus / ISCED: |
11.3
|
Nazwa przedmiotu: | Informacja kwantowa |
Jednostka: | Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki |
Grupy: |
Przedmioty obieralne dla informatyki Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka |
Punkty ECTS i inne: |
6.00
|
Język prowadzenia: | angielski |
Kierunek podstawowy MISMaP: | fizyka |
Rodzaj przedmiotu: | monograficzne |
Wymagania (lista przedmiotów): | Teoria informacji 1000-2N03TI |
Założenia (lista przedmiotów): | Narzędzia programistyczne w Pythonie wspierające analizę danych 1000-1M20NPD |
Skrócony opis: |
Kurs wprowadzający do nowoczesnego przetwarzania informacji kwantowej i jego kluczowych zastosowań w technologiach kwantowych. Przeznaczony jest dla studentów kierunku informatyka i matematyka. Zakłada podstawową wiedzę z klasycznej teorii informacji Shannona, geometrii i algebry liniowej oraz analizy matematycznej. Studenci zapoznają się najpierw z podstawowymi pojęciami związanymi z fizyką kwantową (definicje, twierdzenia i metody wykonywania obliczeń), które definiują niezwykłe właściwości informacji kwantowej. Następnie skupimy naszą uwagę na ich wykorzystaniu w komunikacji kwantowej i kryptografii kwantowej. Druga połowa wykładu będzie poświęcona obliczeniom kwantowym; omówimy kilka rozważanych modeli obliczeniowych oraz podstawowe klasy algorytmów kwantowych. Wykładom będą towarzyszyć ćwiczenia, które będą obejmować rozwiązywanie zadań oraz praktykę programowania na symulatorach układów kwantowych. |
Pełny opis: |
Część I: Informacja kwantowa 1. Stany kwantowe, pomiar i ewolucja 2. Kanały kwantowe 3. Splątanie kwantowe 4. Kwantowa teoria informacji 5. Twierdzenie Bella i losowość kwantowa Część II: Komunikacja kwantowa 1. Twierdzenie o nieklonowaniu 2. Kryptografia kwantowa 3. Dystrybucja kluczy kwantowych niezależna od urządzenia 4. Kwantowe gęste kodowanie i teleportacja kwantowa 5. Kryptografia postkwantowa i hybrydowa Część III: Obliczenia kwantowe 1. Klasyczne modele obliczeniowe z bramkami kwantowymi (obliczenia w zmiennych ciągłych i zmiennych dyskretnych) 2. Kwantowe modele obliczeniowe (wyżarzanie kwantowe, adiabatyczne obliczenia kwantowe); Implementacje: protokół KLM, komputery kwantowe NISQ, dostępne platformy sprzętowe |
Literatura: |
1. M. A. Nielsen, I. L. Chuang, Quantum computation and quantum information (CUP, 2000) 2. G. Alber, A. Zeilinger et al., Quantum information (Springer, 2001) 3. M. Le Bellac, A short introduction to quantum information and quantum computation (CUP, 2006) 4. G. van Assche, Quantum Cryptography and Secret-Key Distillation (CUP, 2006 |
Efekty uczenia się: |
Wiedza: absolwent zna i rozumie: - K_W01 – wiedzę z zakresu matematyki wykorzystywanej w opisie systemów kwantowych, - K_W02 – znaczenie pojęć, definicji i twierdzeń mechaniki kwantowej dla realizacji kwantowych obliczeń i komunikacji Umiejętności: absolwent potrafi: - K_U02 - wyrażać problemy obliczeniowe w postaci algorytmów kwantowych - K_U05 - identyfikować przynależność i trudność wybranych problemów obliczeniowych, które mogą być rozwiązywane za pomocą komputerów kwantowych - K_U06 - posługiwać się nowoczesnymi technologiami obliczeń kwantowych |
Metody i kryteria oceniania: |
Na ocenę końcową składają się wyniki systematycznej pracy w ciągu semestru, wyniki kolokwium oraz wyniki egzaminu pisemnego. Dodatkowo, w przypadku doktorantów oczekiwane będzie przedstawienie pracy pisemnej opisującej ustalone z prowadzącym zajęcia zagadnienie, np. algorytm lub protokół kwantowy, z uwzględnieniem literatury naukowej (publikacji) z okresu ostatnich 5 lat. |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-01-28 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT WYK
CW
CW
|
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Magdalena Stobińska | |
Prowadzący grup: | Morteza Moradi, Emad Rezaei Fard Boosari, Magdalena Stobińska | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/25" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2024-10-01 - 2025-01-26 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Magdalena Stobińska | |
Prowadzący grup: | Morteza Moradi, Magdalena Stobińska, Radosław Zagajewski | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.