Квантовые компьютеры и информационные системы

Магистратура 2021/2022

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

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс по выбору

Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

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

Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Онлайн-часы: 105

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Васенко Андрей Сергеевич

Прогр. обучения: Наноэлектроника и квантовые технологии

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 38

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Квантовая информатика и квантовые вычисления – это новый, стремительно развивающийся раздел физики, возникший на стыке квантовой механики, математической физики и классической теории информации. Значительный интерес к этому разделу объясняется большими перспективами, которые откроются при реализации ее идей, захватывающих практически все области человеческой деятельности, относящиеся к передаче, хранению и обработки информации. Курса посвящен основным идеям квантовой информатики, а также изучению физических законов и математических принципов, лежащих в их основе. Большое внимание уделяется таким явлениям как квантовая запутанность, квантовый параллелизм и квантовая интерференция. Именно эти явления лежат в основе большинства известных квантовых протоколов и алгоритмов, которым посвящены отдельные разделы настоящего курса. В частности, из курса слушатели узнают о квантовой телепортации, квантовых алгоритмах Дойча и Шора, коррекции квантовых ошибок и многом другом.

Цель освоения дисциплины

Цель изучения дисциплины «Квантовые компьютеры и информационные системы» - познакомить слушателей с бурно развивающейся областью науки и технологии на стыке физики и компьютерных наук – квантовыми вычислениями.

Планируемые результаты обучения

Владеть • математическим аппаратом квантовой механики, применяемом в теории квантовой информации.
Знать • фундаментальные понятия квантовой механики и теории квантовой информации; • важнейшие протоколы передачи и обработки квантовой информации; • важнейшие квантовые логические алгоритмы; • основные протоколы классической и квантовой теории ошибок.
Уметь • работать с классическими и квантовыми схемами коммутации; • решать задачи по квантовой теории информации.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Основные понятия квантовой механики и теории квантовой информации.
Тема 2. Статистические аспекты квантовой механики.
Тема 3. Квантовая запутанность.
Тема 4. Классические и квантовые логические операции.
Тема 5. Отличительные особенности квантовых вычислений.
Тема 6. Квантовые алгоритмы.
Тема 7. Основы теории коррекции ошибок.

Элементы контроля

Практическая работа (семинары, решение задач)
Формат проведения занятий в 4 модуле дистанционный.
Экзамен
Формат проведения экзамена в 4 модуле дистанционный. Информация доводится до студентов не позднее 10 дней до сессии. Преподаватель вправе освободить от прохождения экзамена студентов, с выставлением им во время сессии оценки по промежуточной аттестации, соответствующей накопленной оценке без учёта веса экзамена (то есть сумма весов всех элементов контроля, за исключением экзамена, приравнивается к единице). Преподаватель объявляет свое решение не позднее, чем на последнем занятии до экзамена. Для объявления оценок могут быть использованы официальные каналы передачи информации, используемые в процессе обучения. По желанию студентов, они могут отказаться от выставления оценки без проведения экзамена и сдать его, о чем сообщают преподавателю не позднее последнего занятия. Экзамен по курсу проводится в письменной форме на платформе Jitsi. Во время написания экзаменационных работ студентам запрещено: общаться с кем-либо, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее минуты. Долговременным нарушением связи считается нарушение связи в течение минуты и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 4 модуль
0.5 * Практическая работа (семинары, решение задач) + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Юрин Александр Игоревич
Акулин Владимир Михайлович

Программа дисциплины