Kvantdatorer, 6 hp (TFYA19)

Quantum Computers, 6 credits

Huvudområde

Teknisk fysik Fysik

Nivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Iryna Yakymenko

Studierektor eller motsvarande

Magnus Johansson
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram 2 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram (Teoretisk fysik) 2 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6MMSN Materials Science and Nanotechnology, masterprogram 2 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping v
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig

Huvudområde

Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik
  • Fysik och nanovetenskap, masterprogram
  • Materials Science and Nanotechnology, masterprogram
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell

Särskild information

Kursen ges ej 2017.

Rekommenderade förkunskaper

Kvantmekanik, Termodynamik och statistisk mekanik, Kvantdynamik

Lärandemål

Kursen beskriver kvantberäkningar med tonvikt på qubits, kvantlogiska grindar, kvantalgoritmer samt deras implementering. Utgående ifrån de grundläggande definitionerna för beräkningsteori, kommer kursen sedan att behandla applikationer av kvantmekanikens lagar på kvantberäkningar och kvantalgoritmer. Dessutom ingår i kursen vissa områden relaterade till kvantkommunikation.

    För att uppnå detta mål ska de studerande kunna
    • använda definitionen av qubit, kvantlogiska grindar, kvantkretsar, kvantparallellismen och kvantalgoritmer,
    • simulera en kvantkrets för teleportationen av en qubit numeriskt,
    • simulera en Feynmann processor numeriskt,
    • de grundläggande kraven för realisationen av kvantdatorerna och klassificiera olika typer av kvantdatorer,
    • recensera valda vetenskapliga artiklar om kvantdatorer och kvantinformation.

Kursinnehåll

Datororganisation och beräkningsteori: binära system, Boolisk algebra, logiska grindar, kvantlogiska grindar, algoritmer, Turing maskiner och effektiva beräkningssätt.
Kvantmekanik och datorer: från bits till qubits, superposition, mätning, klassiska och kvantmekaniska myntkast, osäkerhetsprincipen.
Kvantalgoritmer: kvantparallellism, diskreta Fouriertransformer, fas värdering ,Shors faktoriserings- och Grovers sökalgoritmer.
Realisering av kvantdatorer: jonfälla, kvantelektrodynamik (QED) för kaviteter, NMR och solid-state baserade kvantdatorer.
Kvantkryptografi, kvantteleportation, kvantmekaniska felrättande koder.

Undervisnings- och arbetsformer

Kursen består av föreläsningar samt lösning av hemuppgifter, numeriska projekt, studiebesök i cryptolab.

Examination

MUN1Muntlig tentamen,lösning av hemtal,numeriska projektU, 3, 4, 56 hp

Betygsskala

,

Institution

Institutionen för fysik, kemi och biologi

Studierektor eller motsvarande

Magnus Johansson

Examinator

Iryna Yakymenko

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 40 h
Rekommenderad självstudietid: 120 h

Kurslitteratur

I.I. Yakymenko. Lecture Notes on Quantum Computers.
M.A. Nielsen, I.L. Chuang. Quantum computation and quantum information,Cambridge University Press, 2011, 10th ed. (selected chapters), och valda vetenskapliga artiklar.
I.I. Yakymenko. Lecture Notes on Quantum Computers. <br>M.A. Nielsen, I.L. Chuang. Quantum computation and quantum information,Cambridge University Press, 2011, 10th ed. (selected chapters), och valda vetenskapliga artiklar.
MUN1 Muntlig tentamen,lösning av hemtal,numeriska projekt U, 3, 4, 5 6 hp

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Det finns inga filer att visa.

Sidansvarig: Infocenter, infocenter@liu.se