Einführung in das Quantencomputing - Teil 3

Mit diesem Kurs taucht Dozentin Prof. Dr. Bettina Just von der Technischen Hochschule Mittelhessen ein vorerst letztes Mal mit Ihnen in die Grundlagen des Quantencomputings ein. Sie lernen zuerst den Mechanismus den Phase-Kickbacks kennen, der die Basis vieler Quantenalgorithmen ist.

Hier werden Sie auch an einigen bereits bekannten Beispielen von Quantenalgorithmen vorbeikommen. Daran anschließend wird es um Quantenfehlerbehebung gehen. Weiter wird erläutert, warum Quantenbits komplexe (und nicht einfach reelle) Amplituden haben. Der Kurs schließt mit einem Ausflug ins adiabatische Quantencomputing, das ganz anders funktioniert als Quantencomputing mit dem Schaltkreismodell und ein vielversprechender Ansatz für die Lösung von Optimierungsproblemen ist.

Bitte beachten Sie: Anders als die meisten anderen Kurse auf openHPI steht dieser Kurs nicht unter einer Creative-Commons-Lizenz. Vervielfältigung und Veränderung der Materialien, außer im Zusammenhang mit Ihrer Teilnahme an diesem Kurs, sind nicht gestattet.

Самостійне навчання з Травня 3, 2023
Мова: Deutsch
Advanced, Quantum Computing

Інформація про курс

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.

Quantencomputing Summer School:

Bitte beachten Sie, dass dieser Kurs im Rahmen der Quantencomputing Summer School reaktiviert wurde. Sie haben die Möglichkeit, den Kurs im Selbststudium mit einem Leistungsnachweis abzuschließen. Die neue Frist für die Abgabe der bewerteten Aufgaben ist Dienstag, der 15. Oktober 2024 um 23:55 Uhr UTC.

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.

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трав. 03, 2023
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Початок курсу
квіт. 12, 2023
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Рейтинг

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Вимоги до сертифіката

  • Отримайте Відомість досягнень, набравши не менше 50% від максимальної кількості балів за всі оцінювані завдання.
  • Отримайте Підтвердження участі, виконавши не менше 50% матеріалу курсу.
  • Отримайте Відкритий значок, закінчивши курс.

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Prof. Dr. Bettina Just

Mathematikerin und Informatikerin, viele Jahre Erfahrung als Projektleiterin in der deutschen und europäischen Versicherungswirtschaft. Seit 2010 Professorin an der THM (Technische Hochschule Mittelhessen). Kurse über Quantencomputing seit 2014. Koordinatorin des Netzwerkes "Quanten an HAWn". Autorin des Buches "Quantencomputing kompakt: Spukhafte Fernwirkung und Teleportation endlich verständlich".