Kvantdatorer, 6 hp

Quantum Computers, 6 credits

TFYA19

Kursen är nedlagd.

Huvudområde

Teknisk fysik Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Iryna Yakymenko

Studierektor eller motsvarande

Magnus Johansson

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 40 h
Rekommenderad självstudietid: 120 h
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYI Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6CYYY Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik (Teori, modellering och visualisering) 8 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram 2 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6MFYS Fysik och nanovetenskap, masterprogram (Teoretisk fysik) 2 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V
6MMSN Materials Science and Nanotechnology, masterprogram 2 (VT 2017) 2 4 Engelska Linköping V

Huvudområde

Teknisk fysik, Fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik
  • Fysik och nanovetenskap, masterprogram
  • Materials Science and Nanotechnology, masterprogram
  • Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell

Särskild information

Kursen ges ej 2017.

Rekommenderade förkunskaper

Kvantmekanik, Termodynamik och statistisk mekanik, Kvantdynamik

Lärandemål

Kursen beskriver kvantberäkningar med tonvikt på qubits, kvantlogiska grindar, kvantalgoritmer samt deras implementering. Utgående ifrån de grundläggande definitionerna för beräkningsteori, kommer kursen sedan att behandla applikationer av kvantmekanikens lagar på kvantberäkningar och kvantalgoritmer. Dessutom ingår i kursen vissa områden relaterade till kvantkommunikation.

    För att uppnå detta mål ska de studerande kunna
    • använda definitionen av qubit, kvantlogiska grindar, kvantkretsar, kvantparallellismen och kvantalgoritmer,
    • simulera en kvantkrets för teleportationen av en qubit numeriskt,
    • simulera en Feynmann processor numeriskt,
    • de grundläggande kraven för realisationen av kvantdatorerna och klassificiera olika typer av kvantdatorer,
    • recensera valda vetenskapliga artiklar om kvantdatorer och kvantinformation.

    Kursinnehåll

    Datororganisation och beräkningsteori: binära system, Boolisk algebra, logiska grindar, kvantlogiska grindar, algoritmer, Turing maskiner och effektiva beräkningssätt.
    Kvantmekanik och datorer: från bits till qubits, superposition, mätning, klassiska och kvantmekaniska myntkast, osäkerhetsprincipen.
    Kvantalgoritmer: kvantparallellism, diskreta Fouriertransformer, fas värdering ,Shors faktoriserings- och Grovers sökalgoritmer.
    Realisering av kvantdatorer: jonfälla, kvantelektrodynamik (QED) för kaviteter, NMR och solid-state baserade kvantdatorer.
    Kvantkryptografi, kvantteleportation, kvantmekaniska felrättande koder.

    Undervisnings- och arbetsformer

    Kursen består av föreläsningar samt lösning av hemuppgifter, numeriska projekt, studiebesök i cryptolab.

    Examination

    MUN1Muntlig tentamen,lösning av hemtal,numeriska projekt6 hpU, 3, 4, 5

    Betygsskala

    ,

    Institution

    Institutionen för fysik, kemi och biologi

    Studierektor eller motsvarande

    Magnus Johansson

    Examinator

    Iryna Yakymenko

    Kurshemsida och andra länkar

    http://www.ifm.liu.se/undergrad/fysikgtu/coursepage.html?selection=all&sort=kk

    Undervisningstid

    Preliminär schemalagd tid: 40 h
    Rekommenderad självstudietid: 120 h

    Kurslitteratur

    I.I. Yakymenko. Lecture Notes on Quantum Computers.
    M.A. Nielsen, I.L. Chuang. Quantum computation and quantum information,Cambridge University Press, 2011, 10th ed. (selected chapters), och valda vetenskapliga artiklar.
Kod Benämning Omfattning Betygsskala
MUN1 Muntlig tentamen,lösning av hemtal,numeriska projekt 6 hp U, 3, 4, 5
I.I. Yakymenko. Lecture Notes on Quantum Computers. <br>M.A. Nielsen, I.L. Chuang. Quantum computation and quantum information,Cambridge University Press, 2011, 10th ed. (selected chapters), och valda vetenskapliga artiklar.
I = Introducera, U = Undervisa, A = Använda
I U A Moduler Kommentar
1. ÄMNESKUNSKAPER
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen
X
X
MUN1
U: Kvatdatorer, A: Kvantmekanik, Kvantdynamik, Termodynamik och statistisk mekanik
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen

                            
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen

                            
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen

                            
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

                            
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning
X
Problemlösning, modellering, slutsatser
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning

                            
2.3 Systemtänkande

                            
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande
X
X
Kreativt tänkande, nyfikenhet, använda datorer
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande

                            
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA
3.1 Arbete i grupp

                            
3.2 Kommunikation
X
MUN1
Muntlig framställning
3.3 Kommunikation på främmande språk
X
MUN1
Kurs ges på engelska
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling

                            
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor

                            
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system

                            
4.4 Att konstruera produkter och system

                            
4.5 Att realisera produkter och system

                            
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system

                            
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling

                            
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling

                            
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt
X
Numeriska projekt
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt
X
Numeriska projekt
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt
MUN1
Numeriska projekt, muntlig prestation av projekt

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida.

Det finns inga filer att visa.