Předmět: Úvod do Quantum Computing

» Seznam fakult » PRF » KMI
Název předmětu Úvod do Quantum Computing
Kód předmětu KMI/PGSQC
Organizační forma výuky Konzultace
Úroveň předmětu Doktorský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní a letní
Počet ECTS kreditů 12
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu nespecifikováno
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Řeháček Jaroslav, prof. Mgr. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Stručný přehled kvantové mechaniky: kvantový bit, Hilbertův prostor nad tělesem komplexních čísel a jeho operátory 2. Kvantové obvody I: kvantová NOT, CNOT, CCNOT, Fredkinova brána, Toffolova brána, kvantové registry, kvantové brány, kvantové sítě, kvantový program 3. Kvantový obvody II: obvod pro teleportaci, generování Bellových stavů, univerzální brány 4. Kvantové algoritmy I: kvantový paralelismus, Deutschův problém, Deutsch - Josza problém 5. Kvantové algoritmy II: kvantová rychlá Fourierova transformace, Shorův algoritmus faktorizace čísel, problém vlastních čísel, diskrétní logaritmus 6. Kvantové algoritmy III: Goversův vyhledávací algoritmus a jeho modifikace 7. Kvantový Turingův stroj, rozdíl oproti pravděpodobnostnímu Turingovu stroji 8. Kvantová výpočtová složitost, kvantová komunikační složitost 9. Úvod do kvantové teorie informace 10. Kvantové opravné kódy I: Shorův kód, tříkvantově bitový kód opravující fázový posun a výměnu kvantového bitu, jeho kvantový obvod, rozdíly v chybách oproti klasickým (nekvantovým) případům 11. Kvantové opravné kódy II: přehled klasických (nekvantových) opravných kódů, stabilizér kódů, Pauliho grupa, CSS kódy, příslušné kvantové obvody 12. Kvantové opravné kódy III: detekční a korekční vlastnosti kvantových kódů, rozdíl oproti nekvantovým kódům, kvantové obdoby klasických mezí např. Hammingova mez

Studijní aktivity a metody výuky
Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
  • Příprava na zkoušku - 50 hodin za semestr
Výstupy z učení
Úvod do kvantového počítání. Získání znalostí o možnostech využití specifických vlastností chování mikrosvěta pro výpočetní účely.
Po úspěšném absolvování kurzu studenti získají znalosti předmětu v rozsahu sylabu a schopnost aplikovat získané poznatky při řešení problémů.
Předpoklady
Znalosti kvantové teorie a lineární algebry v rozsahu magisterského studia.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Analýza výkonů studenta

Dostatečné znalosti v rozsahu přednášky.
Doporučená literatura
  • Nielsen M. A., Chuang, I. L. (2004). Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press.
  • Steeb W. H., Hardy Y. (2006). Problems & Solutions in Quantum Computing & Quantum Information. World Scientific Publishing Company.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr