194.111 Quanteninformatik
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2021S, VU, 4.0h, 6.0EC, wird geblockt abgehalten
TUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 6.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Distance Learning

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage grundlegende Konzepte und Techniken der Quanteninformatik zu verstehen und das notwendige Rüstzeug aus Physik und Mathematik sind bekannt. Wesentliche Registeroperationen als Grundlage eines Quantenassemblers sind klar. Grundlegende Algorithmen und deren Darstellungen sind verstanden. Fundamentale Eigenschaften der Quanteninformation wie Teleportation, superdichte Kodierung oder No-Cloning sind erkannt. Die Bedeutung verschränkter Zustände und des Quantenparallelismus sind klar. Auch die Beschränkungen von NISQ Maschinen und die Grundlagen der Quantenfehlerkorrektur sind verstanden.

Inhalt der Lehrveranstaltung

  • Quantenphänomene
  • Eigenwerte und Eigenräume
  • Hilberträume
  • Lineare Abbildungen und Operatoren
  • Tensorprodukte
  • Spektralsatz
  • Quantenbit und Quantenregister
  • 1-Qbit Operatoren und Quantenregister Operatoren
  • Universelle Operatormengen
  • Überblick Werkzeuge
  • Algorithmen von Deutsch-Josza, Shor, Grover
  • Komplexität
  • Observable und Messungen
  • Teleportation, Superdichte Kodierung, No-Cloning
  • Einblicke in Quantenkryptographie
  • Quantenfehlerkorrektur
  • NISQ

Methoden

Lösen von Übungen; Einführung in die Verwendung von IBM Q

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

Es besteht eine (virtuelle) Anwesenheitspflicht.
Die Veranstaltung findet live via Webex statt, keine Videos werden angeboten.

ECTS Breakdown :
6 ECTS entsprechen 150 Stunden.

20 Stunden VO-Teil, 20 Stunden UE-Teil, 110 Stunden Nachbereiten der Vorlesung, selbständiges Erarbeiten der Übungen, Ergebnispräsentation.

Kontakt:
Prof. Frank Leymann (Univ. Stuttgart) - frank.leymann@iaas.uni-stuttgart.de
Dr. Johanna Barzen   (Univ. Stuttgart) - johanna.barzen@iaas.uni-stuttgart.de

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.14:00 - 18:0026.04.2021 via WebexVorlesung
Mo.14:00 - 18:0003.05.2021 via WebexVorlesung
Do.14:00 - 18:0006.05.2021 via WebexÜbungseinheit
Mo.14:00 - 18:0010.05.2021 via WebexVorlesung
Mo.14:00 - 18:0017.05.2021 via WebexVorlesung
Do.14:00 - 18:0020.05.2021 via WebexÜbungseinheit
Mo.14:00 - 18:0031.05.2021 via WebexVorlesung
Mo.14:00 - 18:0007.06.2021 via WebexÜbungseinheit
Do.14:00 - 18:0010.06.2021 via WebexÜbungseinheit
Do.14:00 - 18:0024.06.2021 via WebexÜbungseinheit
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

Persönliche Präsentation der eigenen Lösungen der Übungsaufgaben.
Teilnahmen an der Vorlesung und den Übungen.

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
01.03.2021 08:00 26.03.2021 23:59 11.04.2021 23:59

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
ALG Für alle Hörerinnen/Hörer

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Lineare Algebra

Weitere Informationen

  • Anwesenheitspflicht!

Sprache

Deutsch