Квантовая обработка и передача информации

2023/2024

Статус: Майнор

Кто читает: Департамент электронной инженерии

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

Когда читается: 3, 4 модуль

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Вагов Алексей Вячеславович, Тейшейра Сарайва Тьяго

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 48

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Принципиально новым шагом в обработке информации является ее квантовая обработка. Квантовый компьютер позволяет решать задачи с экспоненциальным ускорением некоторых алгоритмов, т.е. делает доступным решение некоторых задач, нереальных для обычных компьютеров. Одним из современных и перспективных подходов к защите информации является использование квантовых криптографических протоколов. Идея квантовой криптографии состоит в том, чтобы использовать квантовые объекты для представления передаваемой между пользователями ключевой информации. В соответствии с законами квантового мира попытка злоумышленника вмешаться в данный процесс приведет к изменению состояний квантовых объектов, что, с одной стороны, не даст злоумышленнику нужной ему информации о ключе, а с другой – позволит законным пользователям установить факт атаки. В рамках данного раздела дисциплины будут изучены основные положения, а также текущее состояние техники в области практической реализации квантовой обработки, передачи, и защиты информации.

Цель освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины является изучение студентами основ квантовой передачи информации и квантовых вычислений.

Планируемые результаты обучения

Получат представление о применении квантовых технологий для повышения эффективности криптографической защиты информации, а также о проблемах безопасности, к которым приводит развитие данных технологий.
Получат представление о системах передачи информации, основанной на квантовых технологиях.
Получат представление о квантовых вычислениях.
Получат представление о применении квантовых технологий для реализации квантовых вычислений.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Основные понятия квантовой механики.
Тема 2. Основы квантовой коммуникации, популярные алгоритмы передачи ключей.
Тема 3. Практическая реализация квантовых схем передачи с использованием фотонов.
Тема 4. Основные источники ошибок и методы их коррекции.
Тема 5. Создание больших сетей квантовых коммуникаций.
Тема 6. Мотивация и введение в классические вычисления.
Тема 7. Классические и квантовые логические вентили
Тема 8. Квантовые вычисления
Тема 9. Введение в сверхпроводимость.
Тема 10. Джозефсоновские переходы и сверхпроводящие кубиты.
Тема 11. Практические расчеты на квантовых компьютерах

Элементы контроля

Посещение семинаров
Домашнее задание 1
Промежуточная аттестация
Домашнее задание 2

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 4 модуль
0.1 * Домашнее задание 1 + 0.25 * Домашнее задание 2 + 0.25 * Посещение семинаров + 0.4 * Промежуточная аттестация

Программа дисциплины