I066 Kvantové algoritmy a automaty

Fakulta informatiky
podzim 2001
Rozsah
2/0. 3 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k, z.
Vyučující
prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Mojmír Křetínský, CSc.
Katedra teorie programování – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc.
Rozvrh
St 14:00–15:50 B411
Předpoklady
I005 FJA I && I012 Složitost && M011 Statistika I
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Přednáška obsahuje úvod do oblasti kvantových počítačů a kvantového zpracování informace a komunikace. Je to nová, prudce se rozvíjející oblast informatiky (i fyziky), ve které sa ukazuje jaké jsou možnosti a hranice počítačových a komunikačních systémů založených na principech a zákonech kvantové fyziky. Nepředpokládá se znalost kvantové fyziky.
Úvod. Rozdíly mezi klasickými a kvantovými výpočty. Základní principy a experimenty kvantové mechaniky. Reverzibilní hradla a Turingovy počítače.
Elementy kvantových výpočtů. (Kvantové bity a registry. Kvantové entanglování. Kvantová hradla a obvody.)
Kvantová teleportace a Bellova věta.
Kvantové algoritmy. (Příklady kvantových algoritmů pro jednoduché ``promise'' problémy. Shorovy a Groverovy algoritmy. Metody konstrukce kvantových algoritmů. Metody dokazování dolních odhadů.)
Automaty. (Konečné kvantové automaty. Turingovy kvantové počítače. Kvantové celulární automaty.)
Složitost. (Kvantová výpočetní a komunikační složitost.)
Osnova
  • Přednáška obsahuje úvod do oblasti kvantových počítačů a kvantového zpracování informace a komunikace. Je to nová, prudce se rozvíjející oblast informatiky (i fyziky), ve které sa ukazuje jaké jsou možnosti a hranice počítačových a komunikačních systémů založených na principech a zákonech kvantové fyziky. Nepředpokládá se znalost kvantové fyziky.
  • Úvod. Rozdíly mezi klasickými a kvantovými výpočty. Základní principy a experimenty kvantové mechaniky. Reverzibilní hradla a Turingovy počítače.
  • Elementy kvantových výpočtů. (Kvantové bity a registry. Kvantové entanglování. Kvantová hradla a obvody.)
  • Kvantová teleportace a Bellova věta.
  • Kvantové algoritmy. (Příklady kvantových algoritmů pro jednoduché ``promise'' problémy. Shorovy a Groverovy algoritmy. Metody konstrukce kvantových algoritmů. Metody dokazování dolních odhadů.)
  • Automaty. (Konečné kvantové automaty. Turingovy kvantové počítače. Kvantové celulární automaty.)
  • Složitost. (Kvantová výpočetní a komunikační složitost.)
Literatura
  • GRUSKA, Jozef. Quantum computing. London: McGraw-Hill Companies, 1999, xv, 439. ISBN 0077095030. info
Vyučovací jazyk
Slovenština
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 1998, podzim 1999, podzim 2000.

I066 Kvantové algoritmy a automaty

Fakulta informatiky
podzim 2000
Rozsah
2/0. 3 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: k. Jiná možná ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Mojmír Křetínský, CSc.
Katedra teorie programování – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc.
Předpoklady
I005 FJA I && I012 Složitost && M011 Statistika I
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Úvod. (Srovnání pravděpodobnostních a kvantových výpočtů, Základní principy kvantové mechaniky. Základy teorie Hilbertových prostorů. Reverzibilní výpočty.)
Elementy. (Kvantové bity a registry. Kvantové entanglement. Kvantová hradla a obvody.)
Algoritmy. (Příklady kvantových algoritmů pro jednoduché ``promise'' problémy. Shorovy a Groverovy algoritmy. Metody konstrukce kvantových algoritmů. Metody dokazování dolních odhadů.)
Automaty. (Konečné kvantové automaty. Turingovy kvantové počítače. Kvantové celulární automaty.)
Složitost. (Kvantová výpočetní a komunikační složitost.)
Osnova
  • Úvod. (Srovnání pravděpodobnostních a kvantových výpočtů, Základní principy kvantové mechaniky. Základy teorie Hilbertových prostorů. Reverzibilní výpočty.)
  • Elementy. (Kvantové bity a registry. Kvantové entanglement. Kvantová hradla a obvody.)
  • Algoritmy. (Příklady kvantových algoritmů pro jednoduché ``promise'' problémy. Shorovy a Groverovy algoritmy. Metody konstrukce kvantových algoritmů. Metody dokazování dolních odhadů.)
  • Automaty. (Konečné kvantové automaty. Turingovy kvantové počítače. Kvantové celulární automaty.)
  • Složitost. (Kvantová výpočetní a komunikační složitost.)
Literatura
  • Gruska Jozef. Quantum computing. McGraw-Hill, 1999, 450 s, ISBN 0-07-709503-0
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 1998, podzim 1999, podzim 2001.

I066 Kvantové systémy zpracování informace

Fakulta informatiky
podzim 1999
Rozsah
2/0. 3 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: k. Jiná možná ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Mojmír Křetínský, CSc.
Katedra teorie programování – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc.
Předpoklady
I005 FJA I && I012 Složitost && M011 Statistika I
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Osnova
  • Úvod. (Srovnání pravděpodobnostních a kvantových výpočtů, Základní principy kvantové mechaniky. Základy teorie Hilbertových prostorů. Reverzibilní výpočty.)
  • Elementy. (Kvantové bity a registry. Kvantové entanglement. Kvantová hradla a obvody.)
  • Algoritmy. (Příklady kvantových algoritmů pro jednoduché ``promise'' problémy. Shorovy a Groverovy algoritmy. Metody konstrukce kvantových algoritmů. Metody dokazování dolních odhadů.)
  • Automaty. (Konečné kvantové automaty. Turingovy kvantové počítače. Kvantové celulární automaty.)
  • Složitost. (Kvantová výpočetní a komunikační složitost.)
  • Kryptografie. (Kvantová distribuce klíčů a její bezpečnost. Kvantové kryptografické protokoly a jejich bezpečnost. Kvantová teleportace a superdense kódování.)
  • Kódy. (Kvantové samoopravující se kódy. Kvantové fault-tolerantní výpočty.)
  • Informace. (Kvantová entropie a informace. Kvantové kanály a jejich kapacity. Kvantová komprese dat. Kvantové entanglement.)
Literatura
  • Gruska Jozef. Quantum computing. McGraw-Hill, 1999, 450 s, ISBN 0-07-709503-0
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 1998, podzim 2000, podzim 2001.

I066 Kvantové algoritmy, automaty a obvody

Fakulta informatiky
podzim 1998
Rozsah
2/0. 3 kr. Doporučované ukončení: k. Jiná možná ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc. (přednášející)
Garance
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Osnova
  • Úvod (význam kvantových počítačů, historie kvantových počítačů, porovnání náhodnostních a kvantových algoritmů)
  • Principy kvantové mechaniky.
  • Reverzibilní výpočty. Hilbertovy prostory. Kvantové bity a registry.
  • Kvantový pararelismus a jednoduché kvantové algoritmy.
  • Kvantové algoritmy pro faktorizaci a výpočet diskrétního logaritmu.
  • Limity kvantových algoritmů.
  • Kvantové konečné automaty. Kvantové Turingovy stroje a celulární automaty.
  • Kvantová teorie informace.
  • Kvantová kryptografie a kryptografické protokoly.
  • Teleportace.
  • Dekoherence a kvantové samoopravné kódy.
  • Experimentální kvantové počítače.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 1999, podzim 2000, podzim 2001.