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.

• 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

Lösen von Übungen; Einführung in die Verwendung von IBM Q

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

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

Lineare Algebra