Self-paced course

Quanteninformation und -Kryptographie - Teil 3

Offered by Prof. Dr. Jörg Hettel

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Woche 1

In Woche 1 unseres Kurses wiederholen wir als Einstieg noch einmal kurz das Ekert-Protokoll und die Verschränkung, die Sie schon in den ersten Teilen dieser Kursreihe kennengelernt haben. Ausgehend von diesen Grundlagen beschäftigen wir uns mit Multi-Qubit-Verschränkungen, sowie weiteren Formen der Teleportation, wie z.B. der Gate- oder Open-Destination-Teleportation. Zum Ende der ersten Kurswoche schauen wir uns an, wie auf der Basis von Verschränkung, Teleportation und Repeatern ein Quantennetzwerk aufgebaut werden kann.

Willkommen zu Woche 1!

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Einleitung zum Kurs

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Wiederholung: Verschränkung

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Wiederholung: Ekert-Protokoll

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Quiz 1 - Wiederholung Verschränkung und Ekert-Protokoll

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Multi-Qubit-Verschränkungen

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Quiz 2 - Multi-Qubit-Verschränkung

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Open-Destination-Teleportation

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Quiz 3 - Open-Destination-Teleportation

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Gate-Teleportation

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Quiz 4 - Gate-Teleportation

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Teleportationskette

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Repeater-Argument

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Einfache Repeater

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Quantennetzwerke

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Quiz 5 - Quanten-Netzwerke

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Lernmaterial Woche 1

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Woche 2

In Woche 2 bauen wir die Grundlagen der ersten Woche zu den Repeatern weiter aus und lernen die Möglichkeiten zur Quantenfehlerkorrektur kennen. Hierbei werden auch einige klassische Fehlerkorrekturverfahren, wie z.B. Wiederholungscodes und einfache lineare Codes diskutiert, die als Ausgangspunkt und Ideengeber für die Korrektur von Qubits dienen. Wir werden das Fehlermodell für Qubits diskutieren und sehen, wie Verschränkung bei einer Korrektur von Qubits helfen kann. Anhand des 5-Qubit-Codes wird gezeigt, wie man einen Fehlercode systematisch ableiten kann. Den Abschluss des Kurses bildet ein Ausblick auf einige Anwendungsszenarien für Quantennetzwerke.

Willkommen zu Woche 2!

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Repeater mit Fehlerkorrektur

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Einfache klassische Fehlerkorrektur

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Quiz 6 - Einfache klassische Codes

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Einfache Quanten-Fehlerkorrektur

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Quiz 7 - Einfache Quantenfehler-Korrektur

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Quanten-Korrektur von Qubits

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9-Qubit-Fehlerkorrektur-Code

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Quiz 8 - 9-Qubit-Code

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Quanten-Fehlermodell

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Klassische lineare Codes

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Quiz 9 - Klassische lineare Codes

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Stabilizer und 5-Qubit-Code

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Quiz 10 - Stabilizer und 5-Qubit-Code

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Anwendungen für Quantennetzwerke

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Zusammenfassung

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Lernmaterial Woche 2

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Abschlussprüfung

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

Abschlussprüfung

Graded Test