Квантовая информатика и теории квантовых алгоритмов

Зачетные единицы: 3

Семестр: 1

Курс: Основной

Язык курса: Английский

Цели

Студенты изучат численные методы для моделирования задач квантовой оптики и теории информации; методы теоретической физики для решения задач квантовой информации; методы моделирования квантовых симуляторов, современные тенденции, достижения и направления исследований квантовых технологий применительно к задачам создания систем квантовой обработки информации; принципиальные различия и ограничения между классическими и квантовыми состояниями светового поля; основные подходы и модели при теоретическом описании явлений квантовой оптики и квантовой информации; область применимости основных законов квантовой оптики и информатики; методы построения моделей квантовых симуляторов для различных задач квантовых технологий; основы нерелятивистской квантовой теории света и взаимодействия света с веществом; постановка задач квантовой оптики и квантовой информации.

Студенты научатся выявлению квантовых характеристик и квантовых ограничений при взаимодействии излучения с веществом, описываемых также на квантовом уровне; владению теоретическим аппаратом квантовой физики применительно к задачам квантовой оптики, использованию законов квантовой физики для задач обработки информации квантовыми микро- и нано-системами; самостоятельной работе на компьютере в среде MATLAB, а также современных операционных системах и наиболее распространенных прикладных программах.

Студенты овладеют навыками анализа основных оптических явлений с точки зрения фундаментальных законов квантовой механики; решения задач квантовой информации; презентации результатов в виде графиков, а также в программах типа Microsoft PowerPoint, работы с литературой теоретического и экспериментального содержания по квантовым технологиям и смежным с ней дисциплинам теории поля, теории информации; понимания и излагания получаемой информации, а также правильным представленим и интерпретированием результатов физических исследований.

Содержание

Основные темы занятий в рамках дисциплины:

  • Математические основы квантовой информации
  • Теория сложности квантовых алгоритмов
  • Квантовые вычисления
  • Физические источники квантовой информации и каналы связи
  • Запутанные состояния как ресурс квантовой информации
  • Основные квантовые алгоритмы обработки информации
  • Квантовая криптография
  • Квантовая метрология
  • Квантовые алгоритмы систем с большим числом частиц
  • Современный рынок квантовых технологий

Формат

Лекции и лабораторные работы

Оценка