 |
|
|
 |
|
|
|
|
|
Informatyka kwantowa w kontekście bezpieczeństwa (wykład i ćwiczenia)
|
|
|
|
|
Informatyka kwantowa w kontekście bezpieczeństwa (wykład i ćwiczenia)
Wymiar godzinowy dla studiów stacjonarnych: wykład: 10 godzin, ćwiczenia: 5 godzin.
Zawartość programowa:
- Wprowadzenie do mechaniki kwantowej
- Formalizm informatyki kwantowej
- Przestrzeń Hilberta
- Funkcje falowe i wektory (ortogonalne i nieortogonalne)
- Baza
- Operatory unitarne i hermitowskie
- Rozkład spektralny
- Notacja Diraca
- Postulaty
- Stan kwantowy
- Ewolucja unitarna i równanie Schrödingera
- Pomiar kwantowy (rzutowanie von Neumana)
- Iloczyn tensorowy i splątanie kwantowe
- Kwantowy paradygmat informacji
- Definicja (stan kwantowy, źródła wiadomości)
- Jednostka (qubit), sfera Blocha
- Splątanie qubitów, stany Bella
- Miara splątania i informacji kwantowej (entropia von Neumanna)
- Pomiar kwantowy qubitów
- EPR i złamanie zasady realizmu lub lokalności
- Nierówności Bella
- Teleportacja kwantowa
- Kwantowa teoria obwodów
- Bramki kwantowe
- Bramki jednoqubitowe (Pauliego, Hadamarda, Fazy)
- Bramki wieloqubitowe (CNOT, Toffola)
- Zbiór uniwersalny (CNOT i bramki jednoqubitowe)
- Odwracalność
- Realizacja algorytmów kwantowych
- Układ realizujący kwantową transformatę Fouriera – wykładnicze przyspieszenie
- Układ realizujący teleportację kwantową
- Kwantowe aspekty bezpieczeństwa
- Algorytm faktoryzacji Shora
- Twierdzenia no-cloning, no-deleting, no-broadcasting
- Kwantowa dystrybucja klucza QKD
- Realizacje praktyczne komputera kwantowego
- Dekoherencja
- Kryteria DiVincenzo
- Technologia pułapkowanych jonów
- Technologia NMR
- Technologia kropek kwantowych
- Orbitalne stopnie swobody
- Spinowe stopnie swobody
- Topologiczne stopnie swobody
Plan kursu:
|
Informatyka kwantowa w kontekście bezpieczeństwa (wykład i ćwiczenia) |
Zagadnienie |
Zawartość tematyczna wykładu |
Wykł.
godz. |
Ćw.
godz. |
|
Formalizm mechaniki kwantowej |
Przestrzeń Hilberta, funkcje falowe i wektory (ortogonalne i nieortogonalne), baza, operatory unitarne i hermitowskie, rozkład spektralny, notacja Diraca. |
1 |
1 |
|
Postulaty mechaniki kwantowej |
Stan kwantowy, ewolucja unitarna i równanie Schrödingera, pomiar kwantowy (rzutowanie von Neumana), iloczyn tensorowy i splątanie kwantowe. |
1 |
1 |
|
Kwantowy paradygmat informacji |
Definicja (stan kwantowy, źródła wiadomości), jednostka (qubit), sfera Blocha, splątanie qubitów, stany Bella, miara splątania i informacji kwantowej (entropia von Neumanna), pomiar kwantowy qubitów. |
2 |
|
|
EPR i złamanie zasady realizmu lub lokalności |
Nierówności Bella, teleportacja kwantowa. |
1 |
1 |
|
Kwantowa teoria obwodów |
Bramki kwantowe, bramki jednoqubitowe (Pauliego, Hadamarda, fazy), bramki wieloqubitowe (CNOT, Toffola), zbiór uniwersalny (CNOT i bramki jednoqubitowe), odwracalność, realizacja algorytmów kwantowych, układ realizujący kwantową transformatę Fouriera – wykładnicze przyspieszenie, układ realizujący teleportację kwantową. |
2 |
1 |
|
Kwantowe aspekty bezpieczeństwa |
Algorytm faktoryzacji Shora, twierdzenia no-cloning, no-deleting, no-broadcasting, kwantowa dystrybucja klucza (QKD). |
1 |
1 |
|
Realizacje praktyczne komputera kwantowego |
Dekoherencja, kryteria DiVincenzo, technologia pułapkowanych jonów, technologia NMR, technologia kropek kwantowych, orbitalne stopnie swobody, spinowe stopnie swobody, topologiczne stopnie swobody. |
2 |
|
|
|
Łącznie |
10 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|