Научно-исследовательский семинар "Физика квантовой информации"

Магистратура 2022/2023

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.04.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Владимирова Юлия Викторовна

Прогр. обучения: Физика

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 36

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Целями научно-исследовательского семинара «Физика квантовой информации» являются ознакомление с основами квантовой теории информации; ознакомление с основами квантовых вычислений; ознакомление с особенностями различных реализаций квантовых компьютеров.

Цель освоения дисциплины

формирование знаний основные положения квантовой теории информации, различия между квантовыми и классическим вычислениями, основные модели квантовых компьютеров и подходы к их реализации;
формирование умений ориентироваться в современных достижениях квантовой теории информации и квантовых вычислений;
приобретение навыков работы с современной научной литературой по данному вопросу;
приобретение навыков решения простейших задач квантовой теории информации.
Научно-исследовательский семинар является одной из форм сквозной организации научно-исследовательской работы магистрантов в течение всего времени обучения, создающей условия для формирования компетенций комплексного применения знаний и навыков, получаемых в ходе обучения по всем другим дисциплинам программы, в процессе создания магистерской диссертации. Работа в НИС должна давать магистранту начальный опыт деятельности в профессиональном сообществе. Для полноценной работы в семинаре магистранты должны владеть знаниями, навыками и компетенциями всех дисциплин учебного плана программы (по мере их изучения). Логическим продолжением научно-исследовательского семинара выступает проект по тематике Базовой кафедры и научно-исследовательского семинара. Проект, также как и НИС, относится к Блоку 2 «Практики, проектная и/или научно-исследовательская работа» учебного плана образовательной программы. Материалы проектной работы могут быть использованы при выполнении части ВКР. Проект носит характер научного исследования. Основные задачи проекта: - применение полученных теоретических знаний при решении конкретных задач по направлению подготовки; - стимулирование навыков самостоятельной исследовательской и аналитической работы; - презентация навыков публичной дискуссии и защиты результатов проектной работы, предложений и рекомендаций. Проектная работа регулируется Положением о проектной, научно-исследовательской деятельности и практиках студентов Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики».

Планируемые результаты обучения

знает : основные положения квантовой теории информации, различия между квантовыми и классическим вычислениями, основные модели квантовых компьютеров и подходы к их реализации
знает основные положения квантовой теории информации, различия между квантовыми и классическим вычислениями, основные модели квантовых компьютеров и подходы к их реализации
знает основные понятия квантовой теории информации
знает основные понятия классической теории информации
знает основные понятия теории измерения и использует в научном исследовании
знает понятие кубитов и области применения
имеет навыки (приобрести опыт): - работы с современной научной литературой по данному вопросу; - решения простейших задач квантовой теории информации
ориентируется в современных достижениях квантовой теории информации и квантовых вычислений

Содержание учебной дисциплины

Что такое квантовая информация? Основные понятия классической теории информации
Основные понятия квантовой теории информации
Квантовые двухуровневые информационные ячейки - кубиты
Основные понятия теории измерения
Перепутанные состояния, их физический смысл. Парадокс Эйнштейна - Подольского - Розена и неравенства Белла
Плотная кодировка
Квантовая телепортация кубитов
Классическая криптография. квантовая криптография
Квантовые алгоритмы
Экспериментальная реализация квантовых компьютеров

Элементы контроля

Домашняя работа
еженедельные письменные домашние работы
Контрольная работа
контрольная работа (в конце 4-го модуля) в формате письменного решения задач;
Экзамен
устный экзамен (в конце 4-го модуля), состоящий из ответа по билету (задачи и два вопроса). Оценки выставляются по 10-ти балльной шкале.

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 4 модуль
0.4 * Экзамен + 0.3 * Контрольная работа + 0.15 * Домашняя работа

Список литературы

Авторы

Владимирова Юлия Викторовна

Программа дисциплины