Primijenjena kvantna mehanika

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2025./2026.

Nositelji

Izv. prof. dr. sc.
Dario Bojanjac

Opis predmeta

Primijenjena kvantna mehanika bavi se proučavanjem kvantnih fenomena s naglaskom na njihovu konkretnu primjenu u suvremenim tehnologijama. Kroz ovaj kolegij istražujemo kako temeljni principi kvantne fizike—poput superpozicije, spregnutosti i tuneliranja—čine osnovu za razvoj kvantnih tehnologija s posebnim naglaskom na kvantne komunikacije. Kolegij je ponajprije namijenjen inženjerima koji žele naučiti kako primijeniti osnove kvantne teorije u razvoju novih informacijskih i komunikacijskih sustava.

Preduvjeti

Predznanja na razini završenog prijediplomskog studija.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (3. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Ishodi učenja

  1. Objasniti temeljne principe kvantne mehanike i njihovu ulogu u kvantnim tehnologijama.
  2. Koristiti matematičke alate potrebne za opis i simulaciju kvantnih sustava.
  3. Razlikovati klasične i kvantne pristupe u obradi informacija, komunikaciji i mjerenju.
  4. Primijeniti osnovne koncepte kvantne teorije na modeliranje i analizu kvantnih sustava relevantnih za inženjersku praksu.
  5. Analizirati principe kvantne kriptografije, uključujući kvantnu distribuciju ključeva (QKD) i njihovu sigurnost.
  6. Objasniti arhitekturu kvantnih mreža.
  7. Razviti jednostavne modele ili algoritme koji koriste kvantne principe za rješavanje praktičnih problema.

Oblici nastave

Predavanja

-

Auditorne vježbe

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Domaće zadaće 0 % 80 % 0 % 0 %
Sudjelovanje u nastavi 0 % 20 % 0 % 0 %
Seminar/Projekt 0 % 20 % 0 % 0 %

Tjedni plan nastave

  1. Primjeri kvantnih efekata u prirodi. Poznati eksperimenti i povijesno važni primjeri za uvođenje kvantne teorije.
  2. Hamiltonov pristup klasičnoj mehanici. Fazni prostor.
  3. Vremenska evolucija mehaničkog sustava i funkcija matrice.
  4. Postulati kvantne mehanike. Diracova notacija, kvantna stanja i operatori.
  5. Čestica u potencijalnoj jami.
  6. Separacija varijabli. Svojstvene vrijednosti i svojstveni vektori Laplaceovog operatora.
  7. Harmonički oscilator.
  8. Predaja domaćih zadaća.
  9. Uvod u funkcijske prostore.
  10. Uvod u teoriju operatora.
  11. Pristup rješavanju harmoničkog oscilatora preko operatora. Uvod u kvantizaciju elektromagnetskog vala i koherentna stanja.
  12. Uvod u tenzorsku algebru i spin.
  13. Kvantne osnovne sigurnih komunikacija (spregnutost, no-go teoremi: Bellov teorem i no-cloning teorem).
  14. Kvantne mreže i kvantna distribucija ključa.
  15. Predaja domaćih zadaća i seminara.

Literatura

Richard L. Liboff (2002.), Introductory Quantum Mechanics, Addison-Wesley
David J. Griffiths (2017.), Introduction to Quantum Mechanics, Cambridge University Press
Brian C. Hall (2013.), Quantum Theory for Mathematicians, Springer Science & Business Media
Ramona Wolf (2021.), Quantum Key Distribution: An Introduction with Exercises, Springer Cham
Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuang (2011.), Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press

Izvedba

ID 284081
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
15 Auditorne vježbe
6 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

85 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet