Специалитет 2021/2022

Квантовые вычисления

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс по выбору (Компьютерная безопасность)

Кто читает: Кафедра компьютерной безопасности

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 5-й курс, 2, 3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Лубенец Елена Рубеновна

Специальность: 10.05.01. Компьютерная безопасность

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Программа дисциплины

Аннотация

Целью дисциплины «Квантовые вычисления» является ознакомление студентов с математической моделью описания составных квантовых систем, теорией несепарабельных квантовых состояний и квантовых каналов связи, с базовыми N-кубитными схемами квантовых вычислений, квантовыми коммуникационными протоколами, квантовыми алгоритмами Саймона, Дойча-Йожи, Шора и Гровера и квантовыми криптографическими протоколами распределения секретного ключа.

Цель освоения дисциплины

• Формирование у студентов теоретических знаний по основным понятиям и методам теории квантовых вычислений
• Выработка у студентов умений и практических навыков построения и анализа N-кубитных квантовых схем, расчета вероятностей при квантовых измерениях
• Изучение студентами квантовых алгоритмов и квантовых информационных протоколов

Планируемые результаты обучения

• Владеть навыками анализа квантовых алгоритмов
• Владеть навыками анализа квантовых информационных протоколов и протоколов квантовой криптографии
• Владеть практическими навыками построения N-кубитных квантовых схем и расчета вероятностных распределений при квантовых измерениях
• Знать методы исследования теории квантовых вычислений и теории квантовых измерений
• Знать основные понятия, постановки задач теории квантовых вычислений и теории квантовых измерений

Содержание учебной дисциплины

• N-кубитные квантовые системы, теория квантовой сцепленности
• N-кубитные квантовые гейты и схемы вычислений
• Квантовые информационные протоколы и протоколы квантовой криптографии
• Квантовые алгоритмы
• Введение
• Основные положения теории квантовых вычислений и теории квантовых измерений

Элементы контроля

• контрольная работа
  Письменная контрольная работа на 80 минут на 2 неделе 3-его модуля
• индивидуальное домашнее задание
  Индивидуальные домашние задания выдаются на 5-ой неделе 3-его модуля, должны быть оформлены как курсовые работы, защита каждым из студентов своей работы на 8-10 неделях 3-его модуля.
• экзамен
  В 2022 году при накопленной оценки менее 6 баллов студент должен сдать устный экзамен по темам, указанным в критериях оценивания.
• аудиторная работа

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 3 модуль
  0.2 * индивидуальное домашнее задание + 0.5 * экзамен + 0.2 * контрольная работа + 0.1 * аудиторная работа

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Квантовые вычисления и квантовая информация, Нильсен, М., 2006
• Математические основы квантовой информатики, Холево, А. С., 2018

Рекомендуемая дополнительная литература

• Душкин, Р. В. Квантовые вычисления и функциональное программирование / Р. В. Душкин. — Москва : ДМК Пресс, 2015. — 232 с. — ISBN 978-5-97060-275-1. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/97340 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Квантовая теория проверки гипотез и оценивания, Хелстром, К., 1979
• Шень, А. Х. Классические и квантовые вычисления/ : учебное пособие / А. Х. Шень, М. Н. Вялый. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 273 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100617 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Авторы

• Лубенец Елена Рубеновна