|
Vyučující
|
-
Fiurášek Jaromír, prof. Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Kvantový stav a jeho interpretace, princip superpozice, čisté a smíšené stavy, matice hustoty, stav systému sestávajícího z více částí, evoluce systému v kvantové teorii, dekoherence. 2. Kvantové měření, projekční operátory, POVM, nedemoliční měření, čítání fotonů, homodynní detekce, měření fáze, kvantový Zenonův jev, kvantové smazávání, kvantové kanály a kompletně pozitivní zobrazení. 3. EPR paradox, "lokální realismus", skryté proměnné, Bellovy nerovnosti, experimentální testy Bellových nerovností kontextualita,interpretace kvantové mechaniky 4. Entanglement a jeho využití při kvantovém zpracování informace, kritéria a míry entanglementu, Bellovy stavy, kvantová teleportace, výměna entanglementu, kvantové opakovače 5. Kvantová teorie informace, kvantové bity, systémy se spojitými kvantovými proměnnými, kvantové klonování, entropie v kvantové teorii informace, kvantová komprese dat, kvantová informace se spojitými proměnnými. 6. Implementace kvantových protokolů se spojitými a diskrétními proměnnými se světlem a atomy, rozdíly v implementaci mezi spojitými a diskrétními proměnnými, základní kvantové operace a měření v obou implementacích, kvantové paměti a jejich využití. 7. Kvantová distribuce klíče s diskrétními a spojitými proměnnými, bezpečnost proti individuálním a kolektivním útokům, relativní velikost generovaného bezpečného klíče, kvantová distribuce klíče s entanglovanými stavy, experimentální implementace v optických vláknech a ve volném prostoru, únik informace postranními kanály. 8. Stavy kvantového registru, kvantová Fourierova transformace, Shorův algoritmus, kvantové vyhledávací algoritmy, kvantové počítače, kvantová logická hradla, měřením indukované kvantové počítání, klastr stavy, kvantová korekce chyb, implementace kvantových počítačů.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
- Příprava na zkoušku
- 50 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Zkouška má za cíl prověřit znalosti, dovednosti a schopnost řešení problémů v rámci zkoušeného oboru.
|
|
Předpoklady
|
Znalost fyziky v rozsahu magisterského studia fyziky ve studijním programu Obecná fyzika a matematická fyzika.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška
Požadavkem je prokázat na základě předchozího studia znalosti, dovednosti a schopnost orientace v problematice zkoušeného oboru včetně schopnosti zasadit jednotlivá dílčí témata a problémy do širšího kontextu.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Al-Qasimi, A.; James, D. F. V. (2025). Quantum Information: A First Course. Cambridge.
-
Bell, J. S., & Aspect, A. (2004). Speakable and unspeakable in quantum mechanics. Cambridge, Mass.
-
Beth, Thomas Leuchs, Gerd. (2005). Quantum information processing. Weinheim.
-
Bruß, Dagmar, Leuchs, Gerd. (2007). Lectures on quantum information. Weinheim.
-
Cerf, N. J., Leuchs, G., & Polzik, E. S. (2007). Quantum information with continuous variables of atoms and light. London.
-
Dušek, M. (2002). Koncepční otázky kvantové teorie. Olomouc.
-
Fox, M. (2006). Quantum Optics: An Introduction. Oxford.
-
G. Van Assche. (2006). Quantum Cryptography and Secret-Key Distillation.
-
Gerry, C. C., & Knight, P. L. (2005). Introductory quantum optics. Cambridge.
-
Ch. Weedbrook, S. Pirandola, R. García-Patrón, N. J. Cerf, T. C. Ralph, J. H. Shapiro, and S. Lloyd. (2012). Gaussian quantum information.
-
Kok, Pieter; Lovett, Brendon W. (2010). Introduction to Optical Quantum Information Processing. Cambridge.
-
Lo, H. K., Popescu, S., & Spiller, T. (1998). Introduction to quantum computation and information. Singapore.
-
Nielsen M. A., Chuang, I. L. (2004). Quantum Computation and Quantum Information.
-
Peres, A. (1995). Quantum Theory: Concepts and Methods. Kluwer.
-
Zurek, W. H., & Wheeler, J. A. (1983). Quantum theory and measurement. Princeton.
|