Dieser Kurs vertieft und erweitert Ihr Wissen, das Sie schon in den Kursen Einführung ins Quantencomputing – Teil 1 und Teil 2 erworben haben. Einen ersten Schwerpunkt bildet der Phase-Kickback: Was ist die Grundidee hinter dem Begriff und wie lässt sich damit die Funktionsweise vieler Quantenalgorithmen erklären? Als Beispiele werden Sie u.a. die Algorithmen von Simon, Deutsch, Deutsch-Jozsa, Bernstein-Vazirani und Grover betrachten. Auch ein tieferes Eintauchen in die Mathematik ist dabei möglich.

Dem Thema „Phase Kickback“ ist die komplette erste Kurswoche gewidmet, um seiner Bedeutung als ein grundlegendes algorithmisches Prinzip im Quantencomputing gerecht zu werden.

In der zweiten Kurswoche werden Sie sich mit der Quantenfehlerbehebung auseinandersetzen, denn auch Quantenbits sind Fehlern unterworfen. Sie lernen die grundsätzliche Vorgehensweise, wie sich diese Fehler korrigieren lassen, eine besondere Herausforderung, wenn man z. B. an das No Cloning Theorem denkt. Wenn Sie mehr als nur eine erste Idee davon erhalten möchten, empfehlen wir die Teilnahme am Kurs „Quantenkommunikation und Kryptographie Teil 3“ von Prof. Dr. Jörg Hettel, welcher ab dem 03.05.2023 ebenfalls auf openHPI laufen wird.

Freuen Sie sich außerdem auf die Diskussion der Frage, warum Quantenbits mit komplexen, und nicht einfach mit reellen Amplituden modelliert werden. An dieser Stelle bedanken wir uns für die Anregungen aus dem Kursforum, dieses Thema aufzugreifen und die grundlegenden Ideen zu präsentieren.

Zum Abschluss erhält Ihr Gesamtbild noch den letzten Schliff mit einem Ausflug ins adiabatische Quantencomputing. Das funktioniert ganz anders als Quantencomputing mit dem Schaltkreismodell und ist ein vielversprechender Ansatz für die Lösung von Optimierungsproblemen.

Der Zeitaufwand beträgt 5-7 Stunden pro Woche, um den Kurs erfolgreich zu absolvieren.

Der Kurs setzt einige grundlegende Kompetenzen im Quantencomputing voraus. Sie sollten die Grundbegriffe einordnen und die grundsätzliche Funktionsweise von Quantengattern, -registern, -bits und -schaltkreisen verstanden haben. Sollten Sie diese Kenntnisse nicht besitzen, empfehlen wir Ihnen eine Teilnahme an den ersten Kursen der Reihe Einführung ins Quantencomputing: Einführung in das Quantencomputing - Teil 1 und Einführung in das Quantencomputing - Teil 2.

Beachten Sie, dass dieser Kurs, anders als andere Kurse auf openHPI, nicht unter einer Creative-Commons-Lizenz steht. Sie dürfen die Inhalte nur im Rahmen der Kursteilnahme vervielfältigen und verändern.

Wichtige Termine im Kurs

Für die deutsche (Potsdamer) Zeitzone rechnen Sie eine Stunde hinzu.

• Freischaltung Woche 1: 12.04.2023, 07:00 Uhr UTC

• Freischaltung Woche 2 und Abschlussprüfung: 19.04.2023, 07:00 UTC

• Abgabefrist für die Abschlussprüfung: 02.05.2022, 23:55 UTC (in der Nacht von Dienstag auf Mittwoch um 0:55 Uhr Potsdamer Zeit)