Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Elementy informatyki kwantowej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-ELINKW Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Elementy informatyki kwantowej
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Fizyka s2, przedmioty wszystkie
Przedmioty do wyboru dla Astronomii s2
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Podstawowa wiedza z mechaniki kwantowej.


Znajomość algebry liniowej w zakresie wykładanym na pierwszym roku studiów fizyki i astronomii.

Całkowity nakład pracy studenta:

- godziny realizowane z udziałem nauczycieli

30 godz. wykładu + 30 godz. ćwiczeń.


- czas potrzebny na przygotowanie się , aby

pomyślnie zaliczyć przedmiot - 60godz.

Efekty uczenia się - wiedza:

K_W01- znajomość aksjomatyki mechaniki kwantowej, korelacji kwan towych, teorii stanów splątanych (X2A_W01),


K_W02 - znajomość dynamiki układów kwantowych (teoria układów

otwartych, kanały kwantowe) (X2A_W02).

Efekty uczenia się - umiejętności:

K_U01 - umiejętność modelowania wybranych układów kwantowych

(X2A _U02).


K_U03- umiejętność analizy ewolucji stanów układów kwanto-

wych pod wpływem czynników zewnętrznych (X2A_U02).

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K_K01 - znajomość ograniczenia własnej wiedzy i umiejętności w zakresie układów kwantowych (X2A_K01).



Metody dydaktyczne:

Wykład klasyczny i konwersatoryjny.


Cwiczenia - analiza wybranych układów.

Skrócony opis:

Mechanika kwantowa jako uogólnienie klasycznego rachunku prawdopodobieństwa.Wprowadzenie postulatów mechaniki kwantowej. Stany czyste układów kwantowych .Stany mieszane układów złożonych. Informacja kwantowa. Reprezentacje macierzy gęstości. Opis zmian stanów. Odwzorowania dodatnie i kompletnie dodatnie.Badanie splątania w układach kwantowych. ZastosowaniaMechanika kwantowa jako uogólnienie klasycznego rachunku prawdopodobieństwa.Wprowadzenie postulatów mechaniki kwantowej. Stany czyste układów kwantowych .Stany mieszane układów złożonych. Informacja kwantowa. Reprezentacje macierzy gęstości. Opis zmian stanów. Odwzorowania dodatnie i kompletnie dodatnie.Badanie splątania w układach kwantowych. Zastosowania

Pełny opis:

1. Mechanika kwantowa jako uogólnienie klasycznego rachunku prawdopodobieństwa

a) Stany klasyczne, stany kwantowe

b) Układy złożone, zjawiska czysto kwantowe

c) Dlaczego używamy przestrzeni Hilberta?

2. Postulaty mechanik kwantowej

a) Korelacje podukładów

b) Iloczyn tensorowy przestrzeni

c) Iloczyn tensorowy operatorów

3. Stany czyste układu złożonego

a) Stany separowane

b) Rozkład Schmidta

c) Stany maksymalnie splątane

d) Baza Bella, entropia splątania

4. Stany mieszane układu złożonego

a) Porządek w zbiorze stanów. Majoryzacja

b) Entropia von Neumannad) Puryfikacja stanów mieszanych

5. Reprezentacje macierzy gęstości

a) Uogólnione wektory Blocha

b) Operatory tensorowe

c) Rozpięcie operatorów

6. Zmiany stanu układu kwantowego

a) Ewolucja układów otwartych

b) Równanie Lindblada-Goriniego-Kossakowskiego-Sudarshana

7. Odwzorowania dodatnie

a) Reprezentacje Krausa

b) Operacje stochastyczne i bistochastyczne

c) Dualność odwzorowania kwantowe - stany kwantowe

8. Badanie splątania w układach kwantowych

a) Kryteria separowalnosci

b) Miary splątania

c) Operatory wykrywające splątanie

9. Zastosowania. Kanały kwantowe

Literatura:

- M. A. Nielsen, I. L. Chuang, Quantum computation and quantum information, Cambridge University Press, Cambridge, 2006.

- I. Bengtsson, K. Życzkowski, Geometry of quantum states, Cambridge University Press, Cambridge, 2008

- D. Bruss, G. Leuchs, Lectures on Quantum Information, Wiley, 2007

- Chris Ferrie, Quantum Entanglement,

Metody i kryteria oceniania:

Analza poszczególnych zagadnień podczas semestru

Egzamin końcowy - ustny

Praktyki zawodowe:

------------------------

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-25
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Gniewomir Sarbicki
Prowadzący grup: Gniewomir Sarbicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/19" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-24
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Gniewomir Sarbicki
Prowadzący grup: Gniewomir Sarbicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Gniewomir Sarbicki
Prowadzący grup: Gniewomir Sarbicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Gniewomir Sarbicki
Prowadzący grup: Gniewomir Sarbicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-02-28 - 2022-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Gniewomir Sarbicki
Prowadzący grup: Gniewomir Sarbicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.