Quanteninformation

40 Präsenzstunden Vorlesung, 20 Präsenzstunden Übung, 35 Stunden Vor-/Nachbereitung der Übungen, 55 Stunden Nachbereitung der Vorlesung und Prüfungsvorbereitung

Lineare Algebra

Studierende verstehen Konzepte der Quanteninformation und können weitere Entwicklungen zu Quantenalgorithmen, Quantenkryptographie und Quantenkommunikation einordnen und bewerten. Studierende können Quantenalgorithmen implementieren und auf einem Quantencomputer testen.

Quantenformation ist eine Synthese von Informatik, Quantentheorie und Informationstheorie. Quantensysteme werden zur Speicherung von Information und die Gesetze der Quantenmechanik zur Verarbeitung von Information verwendet. Die in diesen Systemen vorhandene Information kann nicht mit den Gesetzen der klassischen Informationstheorie beschrieben werden. Diese wird zur Quanteninformationstheorie erweitert. Die Quanteninformation ermöglicht eine fundamental neue Art der Informationsverarbeitung wie die Quantenteleportation, Quantenkryptographie und Quanten-Algorithmen. Es werden folgende Themengebiete behandelt: Grundlagen der Quantentheorie, Quantenverschränkung, Quanten-Shannon-Theorie und Entropie, Effiziente Quantenalgorithmen (Suchen, Faktorisieren), Quantenkomplexizität, Quantenkryptographie, Offene Quantensysteme, Quantenfehlerkorrektur, Quantennetzwerke, Quantenkommunikation, Quantencomputer, Quanteninternet.

Tafel, Beamer, Übungen auf dem Quantencomputer: IBM qiskit, Google Cirq (Simulator) und Q# (Simulator)

M. Wilde, Quantum Information Theory, Cambridge University Press, 2016 Nielsen, M.A. and Chuang, I.L. Quantum computation and quantum information, Cambridge University Press, 2000