Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy obliczeń kwantowych
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JIS-2-028-AD-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Modelowanie i analiza danych
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. Adamowski Janusz (adamowski@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. Adamowski Janusz (adamowski@fis.agh.edu.pl)
prof. dr hab. Adamowski Janusz (adamowski@fis.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Wprowadzenie studentów w tematykę obliczeń kwantowych, podstawowe pojęcia (kubity, kwantowe bramki logiczne) oraz konstruowanie algorytmów kwantowych i ich zastosowania.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe algorytmy kwantowe. IS2A_W03 Egzamin,
Aktywność na zajęciach,
Projekt
M_W005 Student zna postulaty mechaniki kwantowej oraz podstawowe pojęcia z zakresu obliczeń kwantowych. Student zna pojęcie korelacji kwantowej i stanów splątanych. Student zna najważniejsze algorytmy kwantowe. Student zna realizacje fizyczne kubitów oraz ograniczenia w ich zapisie i przetwarzaniu. IS2A_W03 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Referat,
Udział w dyskusji
Umiejętności
M_U001 Student umie zdefiniować kubit oraz najważniejsze operacje logiczne na kubitach pojedynczych i podwójnych. Student umie opracować schemat blokowy wybranego algorytmu kwantowego. Student umie opracować schemat blokowy wybranej kwantowej metody przesyłania klucza szyfrującego. IS2A_U06, IS2A_U04 Aktywność na zajęciach,
Referat,
Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w ramach zespołu w celu wspólnego przygotowania referatu. IS2A_K01 Aktywność na zajęciach,
Referat
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe algorytmy kwantowe. + - - - - + - - - - -
M_W005 Student zna postulaty mechaniki kwantowej oraz podstawowe pojęcia z zakresu obliczeń kwantowych. Student zna pojęcie korelacji kwantowej i stanów splątanych. Student zna najważniejsze algorytmy kwantowe. Student zna realizacje fizyczne kubitów oraz ograniczenia w ich zapisie i przetwarzaniu. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student umie zdefiniować kubit oraz najważniejsze operacje logiczne na kubitach pojedynczych i podwójnych. Student umie opracować schemat blokowy wybranego algorytmu kwantowego. Student umie opracować schemat blokowy wybranej kwantowej metody przesyłania klucza szyfrującego. - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w ramach zespołu w celu wspólnego przygotowania referatu. - - - - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Wprowadzenie do obliczeń kwantowych
2. Postulaty mechaniki kwantowej w języku macierzy gęstości
3. Bity i kubity
4. Kwantowe operacje logiczne
5. Korelacje kwantowe, stany splątane
6. Algorytmy kwantowe
7. Teleportacja kwantowa
8. Kryptografia kwantowa
9. Rozpad i dekoherencja kubitów
10. Kryteria realizowalności fizycznej obliczeń kwantowych
11. Realizacja fizyczna obliczeń kwantowych

Zajęcia seminaryjne:

Student opracowuje i wygłasza 2 referaty z tematów wybranych wg. poniższej listy:
1. Postulaty mechaniki kwantowej w języku macierzy gęstości
2. Bity i kubity
3. Kwantowe operacje logiczne
4. Korelacje kwantowe, stany splątane
5. Algorytmy kwantowe
6. Teleportacja kwantowa
7. Kryptografia kwantowa
8. Rozpad i dekoherencja kubitów
9. Kryteria realizowalności fizycznej obliczeń kwantowych
10. Realizacja fizyczna obliczeń kwantowych

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 130 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 0 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Przygotowanie do zajęć 40 godz
Udział w wykładach 28 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 28 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) jest oceną z seminarium (S) OK = S.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. J. Adamowski, notatki do wykładu „Podstawy obliczeń kwantowych”,
www.fis.agh.edu.pl/~adamowski/ dydaktyka_podstawy_obliczen_kwantowych.php
2. M.A. Nielsen, I.L. Chuang, „Quantum computation and quantum information” (Cambridge University Press, 2000)
3. M. Le Bellac, “Quantum information and quantum computation” (Cambridge University Press, 2006)
4. M. Hirvensalo, “Algorytmy kwantowe” (Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 2004)
5. C.P. Williams, S.H. Clearwater, „Explorations in quantum computing” (Springer-Verlag, New York, 1998)
6. ed. H.O. Everitt „Experimental aspects of quantum computing” (Springer Science + Business Media, New York, 2005)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://www.bpp.agh.edu.pl/

Informacje dodatkowe:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach: możliwość wygłoszenia referatu w dodatkowym terminie.