Uniwersytet Warszawski, Wydział Nauk Ekonomicznych - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Informacja kwantowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1000-2M22IKW
Kod Erasmus / ISCED: 11.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0612) Database and network design and administration Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Informacja kwantowa
Jednostka: Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki
Grupy: Przedmioty monograficzne dla III - V roku informatyki
Przedmioty obieralne dla informatyki
Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: angielski
Kierunek podstawowy MISMaP:

fizyka
informatyka

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. Twierdzenie o nieklonowaniu

4. Twierdzenie Bella, gry Bella i losowość kwantowa

Część II: Komunikacja kwantowa

1. Kryptografia kwantowa

2. Dystrybucja kluczy kwantowych niezależna od urządzenia

3. Kwantowe gęste kodowanie i teleportacja kwantowa

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

3. Kwantowa korekcja błędu

4. Algorytm Simona

5. Algorytm Shora (kwantowa transformata Fouriera, algorytm, zastosowania)

6. Algorytm Grovera (algorytm i aplikacje)

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 2022/23" (zakończony)

Okres: 2022-10-01 - 2023-01-29
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Magdalena Stobińska
Prowadzący grup: Valerii Kachin, Morteza Moradi, Magdalena Stobińska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Nauk Ekonomicznych.
ul. Długa 44/50
00-241 Warszawa
tel: +48 22 55 49 126 https://www.wne.uw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.1.0-2 (2023-01-24)