Квантовые вычисления

2023/2024

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

4

Кредиты

Кто читает:

Кафедра компьютерной безопасности

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

5-й курс, 2, 3 модуль

Преподаватель

Лубенец Елена Рубеновна

Программа дисциплины

Аннотация

Целью дисциплины «Квантовые вычисления» является ознакомление студентов с математической моделью описания составных квантовых систем, теорией несепарабельных квантовых состояний и квантовых каналов связи, с базовыми N-кубитными схемами квантовых вычислений, квантовыми коммуникационными протоколами, квантовыми алгоритмами Саймона, Дойча-Йожи, Шора и Гровера и квантовыми криптографическими протоколами распределения секретного ключа.

Цель освоения дисциплины

• Формирование у студентов теоретических знаний по основным понятиям и методам теории квантовых вычислений
• Выработка у студентов умений и практических навыков построения и анализа N-кубитных квантовых схем, расчета вероятностей при квантовых измерениях
• Изучение студентами квантовых алгоритмов и квантовых информационных протоколов

Планируемые результаты обучения

• Владеть навыками анализа квантовых алгоритмов
• Владеть навыками анализа квантовых информационных протоколов и протоколов квантовой криптографии
• Владеть практическими навыками построения N-кубитных квантовых схем и расчета вероятностных распределений при квантовых измерениях
• Знать методы исследования теории квантовых вычислений и теории квантовых измерений
• Знать основные понятия, постановки задач теории квантовых вычислений и теории квантовых измерений

Содержание учебной дисциплины

• Основные положения теории квантовых вычислений и теории квантовых измерений
• N-кубитные квантовые системы, теория квантовой сцепленности
• N-кубитные квантовые гейты и схемы вычислений
• Квантовые информационные протоколы и протоколы квантовой криптографии
• Квантовые алгоритмы

Элементы контроля

• контрольная работа
  Письменная контрольная работа на 80 минут на 2 неделе 3-его модуля
• экзамен
  Устный экзамен по темам, указанным в критериях оценивания.
• аудиторная работа 2 модуль
• аудиторная работа модуль 3
  Преподаватель оценивает работу студентов на лекциях и семинарах за каждый модуль. Максимальная оценка за каждый модуль 8 баллов.
• Индивидуальное домашнее задание
  Индивидуальные домашние задания для каждого студента выдаются на 5-ой неделе 3-его модуля, должны быть оформлены как курсовые работы, защита каждым из студентов своей работы на 8-10 неделях 3-его модуля.

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 3 модуль
  0.2 * Индивидуальное домашнее задание + 0.05 * аудиторная работа 2 модуль + 0.05 * аудиторная работа модуль 3 + 0.2 * контрольная работа + 0.5 * экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Квантовые вычисления и квантовая информация, Нильсен, М., 2006
• Математические основы квантовой информатики, Холево, А. С., 2018

Рекомендуемая дополнительная литература

• Хренников, А. Ю.  Квантовая физика и неколмогоровские теории вероятностей : учебное пособие для вузов / А. Ю. Хренников. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 219 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-04355-6. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/491153 (дата обращения: 28.08.2023).