Bernd Thaller

Vorlesungszeit: Dienstag, 18.15-19.45 Uhr

Ort: HS 11.02 (Institutsgebäude Heinrichstraße 36, Parterre)

Beginn: Erste Besprechung und Einführung am Dienstag, 11. März, 18.15 Uhr, Hörsaal 11.02 (Parterre)

Mailingliste zur Vorlesung:

http://list.uni-graz.at/mailman/listinfo/lect-quanteninfo

Status der Lehrveranstaltung / Status of the course in the study program:

Vertiefungspakete Angewandte Mathematik, Funktionalanalysis, Optimierung, Numerik
Alter Studienplan Diplom: Wahlfach aus den Anwendungsgebieten.

Für jede Studienrichtung: Freies Wahlfach (für darüber hinaus gehende Anrechnungsmöglichkeiten setzen Sie sich bitte mit dem Vorsitzenden der für Sie zuständigen Studienkommission in Verbindung).

Beschreibung / Course contents:

Quantenmechanische Bits - Qubits, Zustandsänderungen durch Messung (Projektion) oder unitäre Transformation. Dabei Diskussion einiger Grundlagenfragen der Quantenmechanik.

Systeme aus mehreren Qubits. Tensorprodukt von Qubit-Zuständen. Systemeigenschaften versus Eigenschaften einzelner Qubits (Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile).

Wie kann man mit verschränkten Qubits Information übertragen? Einstein-Podolski-Rosen Paradoxon, dense coding, Quantenteleportation, Quantenkryptografie.

Funktionieren Computer mit Qubits auch noch? Logische Operationen mit Qubits. Quanten-Gatter. Was ist ein Quantencomputer? Warum kann (bei speziellen Fragestellungen) ein
Quantencomputer einen klassischen Computer schlagen? Deutsch-Josza Problem. Quanten-Algorithmen

Lehrziel / Course objective:

Beherrschung der mathematischen und physikalischen Grundlagen der Quanteninformationstheorie. Verständnis beispielhafter Quantenalgorithmen. Realistische Einschätzung der Möglichkeiten von Quantencomputern.

Lehrmethode / Teaching method:

Frontalvorlesung, Diskussion erwünscht.

Vorkenntnisse / Prerequisites:

Lineare Algebra (endlichdimensional), elementare Analysis

geeignet für / suitable for

schätzungsweise ab dem 4. Semester.

Lehrmittel / Teaching aids:

Zahlreiche hervorragende Fachartikel aus dem Internet.
Ein gutes Web-Portal zum Thema ist www.qubit.org.


Der Stoff der Vorlesung ist zB enthalten in den ausgezeichneten Caltech Lecture Notes von John Preskill, siehe
http://www.theory.caltech.edu/people/preskill/ph229/
(das ist beinahe schon ein Buch und geht über den Umfang einer zweistündigen Vorlesung weit hinaus).


Viel Information findet man auch hier:
http://beige.ucs.indiana.edu/B679/M743.html
(Kurs von Zdzislav Meglicki)

Die Hauptquelle für aktuelle Information (nicht nur über Quantencomputer) ist das Archiv des Los Alamos Preprint Servers:

http://xxx.lanl.gov/archive/quant-ph

Ergänzendes Material wird auch auf der Passwort-geschützten Web-Seite

http://www.uni-graz.at/imawww/thaller/lehre/quinfo/

angeboten. Das Passwort wird in der Vorlesung (bzw. über die Mailingliste bekanntgegeben).

Prüfungsmodus / Examination method:

voraussichtlich mündlich

Anmeldung zur Lehrveranstaltung / Registration of course:

nicht erforderlich