194.128 Quanteninformatik 1
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2022W, VO, 2.0h, 3.0EC, wird geblockt abgehalten

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung
  • Format der Abhaltung: Hybrid

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

Einführung in die Verwendung von IBM Q.
Inverted Classroom - Anschauen von Videos bis zum 3.10.2022, Diskussionen im Anschluss (Termine siehe unten).

Prüfungsmodus

Mündlich

Weitere Informationen

Es besteht eine (virtuelle) Anwesenheitspflicht.
Die Veranstaltung findet live via Webex statt, Videos werden ab September 2022 zur Verfügung gestellt.

ECTS Breakdown :
3 ECTS entsprechen 75 Stunden

20 Stunden Vorlesung, 40 Stunden Vorlesungsvorbereitung und 15 Stunden Wiederholung für die Prüfung.

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

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.11:00 - 11:3003.10.2022 via Webex (LIVE)Kickoff
Do.15:00 - 16:0017.11.2022 via Webex (LIVE)Fragestunde
Fr.15:00 - 16:0018.11.2022 via Webex (LIVE)Fragestunde
Mi.15:00 - 16:0023.11.2022 via Webex (LIVE)Fragestunde
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

Mündliche Prüfung

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
15.09.2022 08:00 14.10.2022 23:59 14.10.2022 23:59

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
ALG Für alle Hörerinnen/Hörer

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Lineare Algebra

Sprache

Deutsch