Kvantna računala

Ishodi učenja

  1. objasniti načela kvantne mehanike
  2. primijeniti Diracovu notaciju u jednostavnim kvantnomehaničkim računima
  3. prikazati stanje kvantnog bita na Blochovoj sferi
  4. opisati protokol za razmjenu tajnog ključa BB84
  5. objasniti pojam spregnutosti u kvantnom sustavu
  6. opisati Deutschov i Shorov kvantni algoritam
  7. navesti osnovne značajke tehnologija kandidata za fizičku realizaciju kvantnog računala

Oblici nastave

Predavanja

Auditorne vježbe

Mješovito e-učenje

Tjedni plan nastave

  1. "Usporedba klasične i kvantne mehanike", Stanja q-bitova i polarizacija svjetlosti, Mjerenje
  2. Linearna i kružna polarizacija; Amplituda i mjerenje, Diracova bra i ket notacija; Amplitude prijelaza
  3. Linearni operatori i vektorski prostori, Baza vektorskog prostora
  4. Reprezentacija operatora u danoj bazi vektorskog prostora, Diagonalizacija operatora; Svojstvene vrijednosti i funkcije
  5. Klasična kriptografija, Kvantna kriptografija
  6. Schroedingerova jednadžba i postulati kvantne mehanike, Kvantnomehanički sustavi s dva stanja
  7. Blochova sfera; Spregnuta stanja, Čista i miješana stanja; Matrica gustoće, Stanja većeg broja q-bitova
  8. Međuispit
  9. Klasična reverzibilna vrata; Unitarne transformacije, Toffolijeva vrata; Fredkinova vrata; Paulijeva vrata; Walsh-Hadamardova vrata, Upravljana vrata; Univerzalna kvantna vrata, Kvantni Fourierov transformat
  10. Kvantni algoritam, Deutschov algoritam, Deutsch-Jozsin algoritam
  11. Groverov algoritam, Shoreov algoritam
  12. Gusto kodiranje, Teleportacija
  13. DiVicenzovi kriteriji, Kvantno računalo koje koristi pojavu nuklearne magnetske rezonancije, Zatočeni ioni, Neutralni atomi
  14. Q-bitovi izvedeni s pomoću Josepshonovog spoja, Kvantne točke
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Elektrotehnika i informacijska tehnologija (studij)
Izborni predmeti (5. semestar)
Računarstvo (studij)
Izborni predmeti (5. semestar)

Literatura

(.), S. Ilijić, Kvantna računala: fizika, informacija i algoritmi (skripta), FER, 2018. (u pripremi),
(.), N.D. Mermin, Quantum Computer Science: An Introduction, Cambridge University Press, 2007, URL: http://www.lassp.cornell.edu/mermin/qcomp/CS483.html,
(.), R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on Physics, Volume III: Quantum Mechanics, Addison Wesley, 1965, URL: http://www.feynmanlectures.info,
(.), Michel Le Bellac, A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation, Cambridge University Press, 2006.,
(.), Michel Le Bellac, Quantum Physics, Cambridge University Press, 2006.,
(.), Roman Axler, Linear Algebra Done Right, 2nd ed., Springer, 1997.,

Izvedba

ID 183402
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
15 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe