Kvanteinformatik (Q1+2) ( efterår 2007 - 10 ECTS )
Rammer for udbud
-
Uddannelsessprog:
(se under Undervisnings- og arbejdsform)
-
Niveau:
Valgfrit overbygningskursus
-
Semester/kvarter:
Q1+Q2 i 2007
-
Timer per uge:
-
Deltagerbegrænsning:
-
Undervisningssted:
Århus
-
Hovedområde:
Det Naturvidenskabelige Fakultet
-
Udbud ID:
7977
Formål
Deltagerne vil efter kurset have indsigt i kvante-algoritmer, - fejlkorrigering og -kryptografi.
Obligatorisk program
Et antal mindre skriftlige opgaver skal afleveres og godkendes i løbet af kurset.
Indhold
Kvanteinformation (KI) betyder generelt information kodet i tilstanden af meget små fysiske systemer. Så små, at det er kvantefysikken der styrer systemets opførsel. Det betyder at KI, i modsætning til almindelig klassisk information, ikke kan kopieres eller måles fuldstændig pålideligt. På den anden side kan et kvanteregister eksistere i en såkaldt superposition af tilstande, dvs. det kan indeholde flere forskellige værdier samtidig. Dette baner vejen for kommunikationsformer og beregninger, som ikke er mulige med klassiske metoder. En kvantecomputer kan effektivt løse problemer, der er langt sværere på en klassisk computer, og kvantekryptografi gør det muligt at udveksle hemmelige nøgler effektivt for næsen af en angriber med ubegrænset regnekraft. Kvanteinformationsbehandling forener på en enestående måde matematik, fysik og datalogi. Mens nogle af mulighederne i KI behandling stadig er science fiction rent teknisk, er der andre (f.eks. kvantekryptografi), som kan implementeres med eksisterende teknologi. Flere sådanne eksperimenter har været udført på Aarhus Universitet. Der vil ikke blive antaget nogen forhåndsviden om kvantefysik, kurset vil introducere de nødvendige begreber. Vi vil også se på kvanteinformationsteori, som giver grundlaget for både kvanteberegninger og -kryptografi. Vi vil komme ind på de vigtigste kvantealgoritmer, såsom faktorisering og kvantesøgning. Kurset slutter med kvantekryptografi.
Læringsmål
Deltagerne skal ved afslutningen af kurset kunne:
-
beskrive
udvalgte kvantealgoritmer og protokoller,
-
ræsonnere
om effektivitet og sikkerhed af algoritmer og protokoller.
Faglige forudsætninger
Linear algebra
Underviser
Ivan Damgård og Louis Salvail
Undervisnings- og arbejdsform
Forelæsninger (2+2 t/uge) Engelsk
Litteratur
Nielsen and Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, og noter
Litteratur
Nielsen and Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, and course notes
Kursushjemmeside
http://www.daimi.au.dk/~ivan/QIP.html
Udbyder
Datalogisk Institut
Tilmelding til undervisning
http://www.brics.dk/~mis/enrollment.html
Studieordning og bedømmelse
-
Mundtlig, bedømt efter 7-skala med intern censur
Mundtlig eksamen uden forberedelse
7-skala, intern censur
