Quanteninformation
Fakultät für Informatik und Mathematik ©
Name Quanteninformation
Verantwortlich Prof. Dr. Sabine Tornow
SWS 4
ECTS 5
Sprache(n) Deutsch
Englisch
Lehrform je nach Fach
Angebot nach Ankündigung
Aufwand

40 Präsenzstunden Vorlesung, 20 Präsenzstunden Übung, 35 Stunden Vor-/Nachbereitung der Übungen, 55 Stunden Nachbereitung der Vorlesung und Prüfungsvorbereitung

Voraussetzungen

Lineare Algebra

Ziele

Studierende verstehen Konzepte der Quanteninformation und können weitere Entwicklungen zu Quantenalgorithmen, Quantenkryptographie und Quantenkommunikation einordnen und bewerten. Studierende können Quantenalgorithmen implementieren und auf dem ProjectQ-Simulator oder 5Qubit Quantencomputer testen.

Inhalt

Quantenformation ist eine Synthese von Informatik, Quantentheorie und Informationstheorie. Quantensysteme werden zur Speicherung von Information und die Gesetze der Quantenmechanik zur Verarbeitung von Information verwendet. Die in diesen Systemen vorhandene Information kann nicht mit den Gesetzen der klassischen Informationstheorie beschrieben werden. Diese wird zur Quanteninformationstheorie erweitert. Die Quanteninformation ermöglicht eine fundamental neue Art der Informationsverarbeitung wie die Quantenteleportation, Quantenkryptographie und Quanten-Algorithmen. Es werden folgende Themengebiete behandelt: Grundlagen der Quantentheorie, Quantenverschränkung, Quanten-Shannon-Theorie und Entropie, Effiziente Quantenalgorithmen (Suchen, Faktorisieren), Quantenkomplexizität, Quantenkryptographie, Offene Quantensysteme, Quantenfehlerkorrektur, Quantennetzwerke, Quantenkommunikation, Quantencomputer.

Medien und Methoden

Tafel, Beamer, ProjectQ: An Open Source Software Framework for Quantum Computing, IBM 5 Qubit-Cloud Quantum Computing

Literatur

M. Wilde, Quantum Information Theory, Cambridge University Press, 2016 Nielsen, M.A. and Chuang, I.L. Quantum computation and quantum information, Cambridge University Press, 2000

Zuordnungen Curricula
SPO Fachgruppe Code ab Semester Prüfungsleistungen
IG Version 2010 CGBV: Theoretische Grundlagen 0
IG Version 2010 EC: Theoretische Grundlagen 0
IG Version 2010 SWE: Theoretische Grundlagen 0