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

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

ECTS Breakdown:

3 ECTS entsprechen 75 Stunden

30 Stunden Vorbereitung
10 Stunden Übung
35 Stunden Ausarbeitung schriftlicher Beispiele

Mündlich im Rahmen der Blocklehrveranstaltung

Lineare Algebra