6 ECTS | |
30 P + 15 S + 15 PK | |
0% primjene e-učenja | |
Odjel za fiziku (Sceduly) |
Nositelji: Leandra Vranješ MarkićSuradnici: |
Ciljevi predmeta |
Upoznati studente s realizacijama kvantnih računala, s osnovama kvantnog računanja, važnim kvantnim algoritmima te njihovom primjenom. Razviti vještine dizajniranja kvantnih programa te njihovog izvršavanja na kvantnim računalima i simulatorima. |
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta |
Kompetencije kvantne fizike |
Očekivani ishodi učenja |
Studenti će nakon uspješno savladanog predmeta moći: |
1. Raspraviti prednosti i nedostatke kvantnog računanja u odnosu na klasično računanje. |
2. Objasniti osnovnu modele kvantnog računanja te strukturu obrađenih kvantnih algoritama i protokola. |
3. Raspraviti osnove hardverskih realizacija kvantnih računala. |
4. Riješiti kvantno-računarske reverzibilne logičke sklopove građene od jednoqubitnih i višequbitnih stanja. |
5. Programirati jednostavne kvantne algoritme na kvantnom računalu ili simulatoru u oblaku. |
6. Raspraviti i primijeniti osnovne kodove za korekciju grešaka. |
Sadržaj predmeta |
• Reprezentacija qubita. Elementarna kvantna vrata i osnovni formalizam kvantnog računanja. (8 sati) |
• Usporedba kvantnog i klasičnog računanja. Klase kompleksnosti. (2 sata) |
• Elementi kvantnih programa. Uvod u biblioteke za kvantno računanje. (4 sata) |
• Supergusto kvantno kodiranje. Teleportacija i Bellove nejednakosti. (4 sata) |
• Drugi modeli kvantnog računanja: kvantno računanje zasnovano na mjerenju i adijabatsko kvantno računanje. (2 sata) |
• Kvantni algoritmi. Deutsch-Jozsa algoritam. (5 sati) |
• Bernstein-Vazirani algoritam. (3 sata) |
• Simonov algoritam. Groverov algoritam. (6 sati) |
• Kvantni Fourierov transformat. Shorov algoritam. (6 sati) |
• Hibridni algoritmi. Variational quantum eigensolver i primjene. (6 sati) |
• Kvantno ispravljanje grešaka. (6 sati) |
• Hardverske realizacije kvantnih računala. (4 sata) |
• Moderne primjene kvantnih računala. (4 sata) |
Vrste izvođenja nastave |
- Predavanja - Seminari - Vježbe |
Obveze studenata |
Aktivno sudjelovanje na nastavi. |
Praćenje rada studenata (ECTS) |
- Pohađanje nastave (2) - Praktični rad (4) |
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata |
Domaće zadaće, seminarski rad, završni ispit. |
Obvezna literatura |
M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, Cambridge, 2010. |
Ph. Kaye, R. Laflamme and M. Mosca, An Introduction to Quantum Computing, Oxford University Press, Oxford, 2007. |
Izborna literatura |
Jack D. Hidary, Quantum Computing: An Applied Approach, Springer, 2nd edition, |
2021 – uz popratne kodove na GitHub-u |
Originalni članci i preprinti. |
Načini praćenja kvalitete |
- praćenje uspjeha studenata tijekom predmeta te na završnom ispitu- praćenje razvoja studenata na predmetima koji slijede i poveznice s uspjehom ovog predmeta - ostale ankete studenata |
Izvedba |
Sveučilišni diplomski studij • Fizika; smjer: Nastavnički (izborni 1. i 3. sem.) • Fizika; smjer: Računarska fizika (izborni 1. i 3. sem.) • Fizika i informatika; smjer: nastavnički (izborni 1. sem.) • Matematika i fizika; smjer: nastavnički (izborni 3. sem.) |
Napomene: Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe. Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija. |