|
Vyučující
|
-
Filip Radim, prof. Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Matematický základ kvantové mechaniky: Hilbertův prostor nad tělesem komplexních čísel, ortonormalita vektorů, vlastnosti a reprezentace operátorů, tenzorový součin Hilbertových prostorů, vlastnosti projektorů, kompletně positivní mapy. 2. Fyzikální principy kvantové mechaniky: postuláty kvantové mechaniky, kvantová interference, porušení lokálního realismu klasické teorie, evoluce kvantových systémů, kvantové kanály, měření v kvantové mechanice. 3. Kvantová informace: kvantový bit, kvantový analogový signál, diskriminace kvantových stavů, kvantové klonování, kvantová provázanost, míry kvantové provázanosti. 4. Kvantové kanály, klasická a kvantová kapacita kvantového kanálu, kvantové kódy. 5. Principy kvantové kryptografie: protokol Bennet-Brassard (BB84), protokol Bennet (B92), protokol s využitím provázaných stavů. 6. Podmíněná a nepodmíněná bezpečnost kvantové kryptografie, kvantové opakovače, optimální individuální a kolektivní odposlech, nepodmíněná bezpečnost, robustnost kvantové kryptografie. 7. Experimentální realizace kvantové kryptografie: fotonové protokoly, protokoly s koherentními stavy a provázanými stavy, kvantové paměti, experimentální realizace kvantových opakovačů. 8. Současné problémy kvantové kryptografie. 9. Kryptografické protokoly s více účastníky: kvantová provázanost mezi více účastníky, GHZ a W stavy, kvantové sdílení tajemství.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
- Domácí příprava na výuku
- 80 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 20 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Kurz podává základní přehled o využití principů kvantové mechaniky v oblasti bezpečné výměny společného šifrovacího klíče. Cílem kurzu je porozumět základním kvantově-informačním principům, fyzikálním metodám a experimentálním aplikacím kvantové kryptografie a také poznat současné problémy tohoto oboru. Student má získat praktické dovednosti v aplikaci kvantové mechaniky při přenosu informace.
1. Znalost Popsat a důkladně pochopit principy a metody kvantové kryptografie.
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška
V rozsahu tématiky kurzu.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Alber G., Beth T., Horodecki M., Horodecki P., Rötteler M., Weinfurter H., Werner R. F., Zeilinger A. (2001). Quantum Information. Springer Tracks in Modern Physics.
-
Bouwmeester D., Ekert A., Zeilinger A. (2000). The Physics of Quantum Information. Spriger-Verlag.
-
Formánek J. (2004). Úvod do kvantové teorie, část I. Academia, Praha.
-
Formánek J. (2004). Úvod do kvantové teorie, část II. Academia, Praha.
-
Gisin N., Ribordy G., Tittel W. and Zbinden H. (2002). Quantum cryptography. Rev. Mod. Phys. 74, 145-195.
-
Lo H.-K., Spiller T., Popescu S. (1999). Introduction to Quantum Computation and Information. World Scientific Publishing Company.
-
Nielsen M. A., Chuang, I. L. (2004). Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press.
-
Peres A. (1996). Quantum Theory: Concepts and Methods. Kluwer, Dordrecht.
|