FI:IA066 Kvantové algoritmy - úvod - Informace o předmětu

IA066 Úvod do kvantových algoritmov a počítačov

Rozsah

2/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: z.

Vyučující

prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc. (přednášející), Martin Saip (zástupce)

Garance

prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc.
Katedra teorie programování – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jozef Gruska, DrSc.
Dodavatelské pracoviště: Katedra teorie programování – Fakulta informatiky

Rozvrh

St 14:00–15:50 B411

Předpoklady

IB005 FJA || IB102 Automaty a gramatiky
lineární algebra, automaty a jazyky; znalosti kvantové fyziky nejsou vyžadovány

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Analýza a zpracování obrazu (program FI, N-VIZ)
• Aplikovaná informatika (program FI, N-AP)
• Bezpečnost informačních technologií (angl.) (program FI, N-IN)
• Bezpečnost informačních technologií (program FI, N-IN)
• Bioinformatika a systémová biologie (program FI, N-UIZD)
• Bioinformatika (program FI, N-AP)
• Computer Games Development (program FI, N-VIZ_A)
• Computer Graphics and Visualisation (program FI, N-VIZ_A)
• Computer Networks and Communications (program FI, N-PSKB_A)
• Cybersecurity Management (program FI, N-RSSS_A)
• Formální analýza počítačových systémů (program FI, N-TEI)
• Grafický design (program FI, N-VIZ)
• Graphic Design (program FI, N-VIZ_A)
• Hardware Systems (program FI, N-PSKB_A)
• Hardwarové systémy (program FI, N-PSKB)
• Image Processing and Analysis (program FI, N-VIZ_A)
• Informační bezpečnost (program FI, N-PSKB)
• Informační systémy (program FI, N-IN)
• Informatika (angl.) (program FI, D-IN4)
• Informatika (program FI, D-IN4)
• Informatika (program FI, M-IN)
• Informatika (program FI, N-IN)
• Information Security (program FI, N-PSKB_A)
• Kvantové a jiné neklasické výpočetní modely (program FI, N-TEI)
• Matematická informatika (program FI, B-IN)
• Paralelní a distribuované systémy (program FI, N-IN)
• Počítačová grafika a vizualizace (program FI, N-VIZ)
• Počítačová grafika (program FI, N-IN)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-IN)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-PSKB)
• Počítačové systémy a technologie (angl.) (program FI, D-IN4)
• Počítačové systémy a technologie (program FI, D-IN4)
• Počítačové systémy (program FI, N-IN)
• Principy programovacích jazyků (program FI, N-TEI)
• Programovatelné technické struktury (angl.) (program FI, N-IN)
• Programovatelné technické struktury (program FI, N-IN)
• Řízení kyberbezpečnosti (program FI, N-RSSS)
• Řízení vývoje služeb (program FI, N-RSSS)
• Řízení vývoje softwarových systémů (program FI, N-RSSS)
• Services Development Management (program FI, N-RSSS_A)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (angl.) (program FI, N-AP)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (program FI, N-AP)
• Sociální informatika (program FI, B-AP)
• Software Systems Development Management (program FI, N-RSSS_A)
• Software Systems (program FI, N-PSKB_A)
• Softwarové systémy (program FI, N-PSKB)
• Strojové učení a umělá inteligence (program FI, N-UIZD)
• Teoretická informatika (program FI, N-IN)
• Učitelství výpočetní techniky pro střední školy (program FI, M-SS)
• Učitelství výpočetní techniky pro střední školy (program FI, M-TV)
• Učitelství výpočetní techniky pro střední školy (program FI, N-SS) (2)
• Umělá inteligence a zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-IN)
• Vývoj počítačových her (program FI, N-VIZ)
• Zpracování a analýza rozsáhlých dat (program FI, N-UIZD)
• Zpracování obrazu (program FI, N-AP)
• Zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-UIZD)

Cíle předmětu

Kvantové počítače, algoritmy a kvantové spracovanie informácie vo všeobecnosti, patria v súčasnej dobe k najatraktívnejším a najslubnejším oblastiam vedy vo všeobecnosti a informatiky zvlášt. Cielom tejto úvodnej prednašky je prezentovat základné ciele, pojmy, metody a výsledky tejto fascinujúcej oblasti.

Výstupy z učení

Po absolvovani prednasky bude student schopny: pochopit zakladne principy tvorby kvantovych algoritmov; porozumiet Shorovmu a Groverovmu algoritmu; vytvarat kvantove obvody; porozumiet rozpoznavacej sile kvantovych automatov; pochopit zakladne principy kvantovej kryptografie; pochopit principy tvorby kvantovych samoopravujucich sa kodov.

Osnova

• Motivácie, historia, základné kvantové experimenty, ohraničenia a paradoxy kvantového spracovania informácie
• Hilbertové priestory, kvantové bity, registre, hradla a obvody
• kvantové výpočtové primitíva
• kvantové entanglovanie a nelokálnost
• jednoduché kvantové algoritmy, Shorove kvantové algoritmy, algoritmus Grovera a jeho aplikácie
• kvantové konečné automaty
• kvantové samoopravujúce kody a kvantové fault-tolerantné hradla.
• kvantová kryptografia
• vesmír ako kvantový systém

Literatura

• GRUSKA, Jozef. Quantum computing. London: McGraw-Hill Companies, 1999, xv, 439. ISBN 0077095030. info

Výukové metody

přednášky a cvičení

Metody hodnocení

ustni skouska

Vyučovací jazyk

Slovenština

Navazující předměty

• IA077 Advanced Quantum Information Processing

Informace učitele

http://www.fi.muni.cz/usr/gruska/quantum20

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

• Statistika zápisu (podzim 2020, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/podzim2020/IA066