AU kursuskatalog arkiv

Kvanteinformatik (Q1+Q2) ( efterår 2010 - 10 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: engelsk
• Niveau: Valgfrit kandidatkursus
• Semester/kvarter: Q1+Q2
• Timer per uge: 4
• Deltagerbegrænsning: Ingen
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 19020

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

Undervisnings- og arbejdsform

Forelæsninger (2+2 t/uge)

Litteratur

Nielsen and Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, og noter

Kursushjemmeside

https://services.brics.dk/java/courseadmin/QIP/pages/Quantum+Information+Processing

Eksamensterminer

December/januar, reeksamen foregår efter aftale med underviseren

Udbyder

Datalogisk Institut

Tilmelding til undervisning

https://mit.au.dk/

Bedømmelse

Mundtlig eksamen (30 min) uden forberedelse, 7-skala, intern censur