|
Vyučující
|
-
Lemr Karel, doc. Mgr. Ph.D.
-
Černoch Antonín, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Základní pojmy kvantové informatiky a jejich matematická reprezentace (princip superpozice, qubit, unitární operace, projekční a zobecněná měření, matice hustoty, čistota, fidelita). Kvantová hradla (základní sada hradel: jednoqubitové transformace, XOR, CNOT, CPHASE, ..., univerzální sada kvantových hradel, programovatelná hradla). Kvantová provázanost a její využití (CHSH nerovnosti, kvantová teleportace, kvantová relé, destilace kvantové provázanosti, klastrové stavy). Kvantová kryptografie (základní princip bezpečnosti, významné protokoly: BB84, E91, R04, ..., kvantové klonování jako metoda útoku, technologické metody útoku, na zařízení nezávislá kvantová distribuce klíče, kvantové platební prostředky). Kvantová komunikace (chyby přenosového kanálu, kvantové zesilovače, kvantové směrovače). Vybrané algoritmy pro kvantový počítač (Deutsch-Jozsa algoritmus, QFT, Shorův algoritmus, kvantové strojové učení). Experimentální platformy pro kvantové zpracování informace (lineární optika, atomy a ionty, kvantové tečky, supravodivé materiály, krystalické defekty). Experimentální metody lineární optiky (metody kódování qubitu, linearita optických komponent, princip jedno a dvoufotonové interference, post-selekce a pravděpodobnost úspěchu, implementace klíčových hradel). Kvantová náhodná procházka (diskrétní a spojitá modifikace, modelování kvantové náhodné procházky v 1D a 2D, topologické aspekty, vliv dekohence, reálné implementace a aplikace). Slabá kvantová měření (princip slabých měření, preselekce a postselekce stavů, tomografie kvantových stavů s použítím slabých měření, měření nekomutujících operací).
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Metody práce s textem (učebnicí, knihou)
- Účast na výuce
- 20 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 130 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem je seznámit studenty s problematikou uvedenou v sylabu předmětu.
Způsobilosti získané studentem jsou popsány a jasně definovány v sylabu předmětu.
|
|
Předpoklady
|
Předmět zaměřený na získání znalostí.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Známkou
Sestudování časopisecké literatury, diskuze na probíraná témata.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Vybrané aktuální časopisecké publikace..
-
Aharonov Festschrift Y. (2014). Quantum Theory: A Two-Time Success Story. Springer.
-
Alber, G., Beth, Th., Horodecki, M., Horodecki, P., Horodecki, R., Rötteler, M., Weinfurter, H., Werner, R., Zeilinger, A.. (2001). Quantum Information. Springer, Berlin.
-
Bouwmeester D., Ekert A. K., Zeilinger A. (2000). The Physics of Quantum Information: Quantum Cryptography, Quantum Teleportation, Quantum Computation. Springer, Berlin.
-
Dušek M. (2002). Koncepční otázky kvantové teorie. UP, Olomouc.
-
K. Manouchehri, J. Wang. (2014). Physical Implementation of Quantum Walks. Springer.
-
Nielsen M. A., Chuang, I. L. (2000). Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press.
|