Vorlesung

Quantum Computing

Hartmut Klauck

WS 2005/06

 

Termine:

Vorlesung: Mo 10-12,  (SR 9); Do 12-14, (SR 9)

Übung:       Di,  14-16 Raum 307 (ab 1.11., Dipl. Math. Dirk Brendel)

 

Inhalt:

Im "Quantum Computing" werden quantenmechanische Berechnungsmodelle untersucht. Dieses Forschungsgebiet  zwischen Informatik und Physik geniesst weltweit grosse Aufmerksamkeit seit der Entdeckung der Algorithmen von Shor zur effizienten Faktorisierung ganzer Zahlen und von Grover zum schnellen Durchsuchen von Datenbanken.

In der Vorlesung sollen die Grundlagen quantenmechanischer Berechnungsmodelle definiert, die wichtigsten Quantenalgorithmen erläutert, Techniken zum Beweis unterer Schranken, sowie Elemente der Quantenkommunikation/kryptographie beschrieben werden.

Ähnliche Veranstaltung im WS 04/05:  QC04.html

Vorkenntnisse:

Vordiplom Informatik erwünscht, Kenntnisse in linearer Algebra sind hilfreich

Scheinerwerb:

Fachgespräch


Vorlesungen:

24.10./27.10: .pps , .pdf, .ps   [Quantenmechanik, Qubits, Dirac Notation, unitäre Transformationen, Parallelismus]
31.10.:           .pps , .pdf, .ps   [Deutsch Algorithmus, Deutsch-Josza Algorithmus, Observablen und Messungen]
3.11.:             .pps , .pdf, .ps   [No Cloning, Bell States, Teleportation, Superdense Coding]
7.11.:             .pps , .pdf, .ps   [Unterscheidbarkeit, Bellsche Ungleichung, Schaltkreise]
10.11.:           .pps , .pdf, .ps   [Quantenschaltkreise, BQP vs PSPACE, beschränkte Präzision]
14.11.:           .pps , .pdf, .ps   [Endliche Basen, Rotationsgatter, Bomb Testing, Dekomposition unitärer Operationen]
17.11.:           .pps , .pdf, .ps   [Simon Algorithmus]
21.11.:           .pps , .pdf, .ps   [Ordnungsfinden, Faktorisierung, RSA]
24.11.:           .pps , .pdf, .ps   [QFT]
28.11.:           .pps , .pdf, .ps   [Shors Algorithmus]
1.12./5.12:     .pps , .pdf, .ps   [Hidden Subgroup Problem]
8.12.:             .pps , .pdf, .ps   [Grover Algorithmus]
12.12.:           .pps , .pdf, .ps   [Erweiterungen Grover, Minimum]
15.12.:           .pps , .pdf, .ps   [Untere Schranken für Suche, Amplitude Amplification]
19.12./2.1.:    .pps , .pdf, .ps   [Element Distinctness, Graphalgorithmen]
5.1.:               .pps , .pdf, .ps   [Random Walks]
9.1.:               .pps , .pdf, .ps   [Quantum Walks]
12.1./ 23.1.:   .pps , .pdf, .ps   [Untere Schranken im Black Box Model]
26.1.:             .pps , .pdf, .ps   [Untere Schranken im Black Box Model]
30.1.:             .pps , .pdf, .ps   [Quantum  Key Distribution]
2.2.:               .pps , .pdf, .ps   [Bit Commitment, Dichtmatrizen]

 


Übungsblätter:

27.10:  .ps
  3.11:  .ps
10.11:  .ps
17.11:  .ps
24.11:  .ps
 1.12:   .ps
8.12 :   .ps
15.12:  .ps
5.1:      .ps
26.1:    .ps    
6.2:      .ps     .pdf

 

 

Literatur:

Bücher:

Nielsen/Chuang: Quantum Computation and Quantum Information

Homeister: Quantum Computing verstehen


Ebenfalls empfohlen (und kostenlos):

John Preskill's lecture notes


Umesh Vazirani's course

Einige Übersichtsartikel

Sonstiges:


Bomb Testing Experiment

H. Buhrman and R. de Wolf. Complexity Measures and Decision Tree Complexity: A Survey.
In Theoretical Computer Science, 288:21-43, 2002.


 

6.2.2006,   Hartmut Klauck