194.174 Einführung in die Quanteninformatik
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2024W, VU, 4.0h, 6.0EC, wird geblockt abgehalten

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 6.0
  • Typ: VU Vorlesung mit 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

Einführung in die Verwendung von IBM Q.
Inverted Classroom

  • Anwesenheit beim virtuellen Kickoff am 23. September 2024, 17:00 Uhr ist Pflicht. https://unistuttgart.webex.com/unistuttgart/j.php?MTID=m1a3cdd17225a2107f4f6de7991bfc690
  • Die Videos werden am 23. September 2024 (virtuelles Kickoff) zur Verfügung gestellt.
  • Anschauen von Videos bis zum 21. Oktober 2024, Diskussionen im Anschluss (siehe Termine unten).
  • Übung: Im Rahmen der Übungen werden die Inhalte der Lehrveranstaltung anhand von praktischen Beispielen geübt und gefestigt.
    Weiters werden in Programmierübungen die Grundlagen für das Implementieren, Simulieren und Ausführen von Quantenalgorithmen vorgestellt.
  • Anmeldung bis zum 23. September 2024.

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

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

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.17:00 - 18:0023.09.2024 In Webex: https://unistuttgart.webex.com/unistuttgart/j.php?MTID=m1a3cdd17225a2107f4f6de7991bfc690 (LIVE)Vorbesprechung
Mo.12:00 - 14:0021.10.2024FAV Hörsaal 2 Vorlesung
Mo.14:00 - 18:0021.10.2024FAV Hörsaal 2 Übung
Di.11:00 - 13:0022.10.2024FAV Hörsaal 2 Vorlesung
Di.13:00 - 17:0022.10.2024FAV Hörsaal 2 Übung
Mi.11:00 - 13:0023.10.2024Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Vorlesung
Mi.13:00 - 16:0023.10.2024Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Übung
Do.11:00 - 13:0024.10.2024Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Vorlesung
Do.13:00 - 17:0024.10.2024FAV Hörsaal 2 Übung
Fr.11:00 - 13:0025.10.2024Seminarraum FAV EG B (Seminarraum von Neumann) Vorlesung
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

Übungsausarbeitungen und mündliche Prüfung über Vorlesungsinhalte.

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
09.09.2024 09:00 23.09.2024 23:59 23.09.2024 23:59

Curricula

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

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Sprache

Deutsch