Quanteninformation und -Kryptographie - Teil 2

in Woche eins unseres Kurses wiederholen wir als Einstieg noch einmal kurz und knapp das BB84-Protokoll, das Sie schon im ersten Teil dieser Kursreihe kennengelernt haben. Dann werden wir uns erst mal einige Grundlagen erarbeiten, um ein besseres Verständnis von dem Phänomen der Verschränkung und ihrer Anwendung in der Quantenkryptographie zu erlangen. Hierzu beschäftigen wir uns mit Qubits und möglichen Messbasen, zusammengesetzten Quantensystemen und einfachen Anwendungen der Verschränkung, wie Shared Randomness, dichte Kodierung und Teleportation. Um die Verschränkung besser charakterisieren zu können werden danach als Grundlagen für die Woche 2 einige mathematische Konzepte eingeführt, wie die Schmidt-Darstellung von Quanten-Systemen, Dichtematrizen und deren partieller Spur.

In Woche 2 bauen wir die Grundlagen der ersten Woche weiter aus und arbeiten uns vom Verschränkungsmaß über Entropie und Monogamie zur sogenannten CHSH-Ungleichung vor. Hierbei werden wir auch die Konzepte von Entanglement Swapping und Distillation kennen lernen. Die CHSH-Ungleichung bildet die Grundlage für die Lauscherdetektion beim anschließend vorgestellten Ekert-Protokoll, das auf dem Prinzip der Verschränkung basiert. Zur Abrundung des Kurses werden noch kurz die Prinzipien eines Sicherheitsbeweis und die sogenannte Device-Independent Quantum Key Distribution angesprochen.

Die Abschlussprüfung wird mit Woche 2 freigeschaltet. Sie haben dann zwei Wochen Zeit, um sie einzureichen. Die Prüfung ist ein Multiple-Choice-Quiz.

Am Ende des Kurses freuen wir uns über ihr Feedback!