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

2023W, UE, 2.0h, 3.0EC, wird geblockt abgehalten

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: UE Übung
  • 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

Im Rahmen der Übungen werden die Inhalte der Vorlesung 194.128 Quanteninformatik 1 (Leymann/Barzen) anhand von praktischen Beispielen geübt und gefestigt.
Weiters werden in Programmierübungen die Grundlagen für das Implementieren, Simulieren und Ausführen von Quantenalgorithmen vorgestellt.

Anwesenheit beim virtuellen Kickoff am 6. Oktober 2023, 11:00 Uhr ist Pflicht.
https://unistuttgart.webex.com/unistuttgart/j.php?MTID=mfaf62649545fcebc0389f92c3f36774f

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

ECTS Breakdown:

3 ECTS entsprechen 75 Stunden

30 Stunden Vorbereitung
10 Stunden Übung
35 Stunden Ausarbeitung schriftlicher Beispiele

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Fr.11:00 - 12:0006.10.2023 via Webex (LIVE)Vorbesprechung gem. mit VO 194.128
15:00 - 18:0015.12.2023 - 21.12.2023FAV Hörsaal 2 Übung
Mi.10:00 - 14:3020.12.2023Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Programmierübungen (Vietz)
Do.09:30 - 14:0021.12.2023Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Programmierübungen (Vietz)
Quanteninformatik 1 - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Fr.06.10.202311:00 - 12:00 via WebexVorbesprechung gem. mit VO 194.128
Fr.15.12.202315:00 - 18:00FAV Hörsaal 2 Übung (Mandl)
Mo.18.12.202315:00 - 18:00FAV Hörsaal 2 Übung (Mandl)
Di.19.12.202315:00 - 18:00FAV Hörsaal 2 Übung (Mandl)
Mi.20.12.202310:00 - 14:30Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Programmierübungen (Vietz)
Mi.20.12.202315:00 - 18:00FAV Hörsaal 2 Übung (Mandl)
Do.21.12.202309:30 - 14:00Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Programmierübungen (Vietz)
Do.21.12.202315:00 - 18:00FAV Hörsaal 2 Übung (Mandl)
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

Mündlich im Rahmen der Blocklehrveranstaltung

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
22.09.2023 08:00 06.10.2023 10:59 13.10.2023 23:59

Curricula

StudienkennzahlVerbindlichkeitSemesterAnm.Bed.Info
ALG Für alle Hörerinnen/Hörer Freifach

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Lineare Algebra

Begleitende Lehrveranstaltungen

Weitere Informationen

  • Anwesenheitspflicht!

Sprache

Deutsch