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Allgemeine Angaben
Einführung in die Quantentechnologien der Informationstechnik 
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Vorlesung
2
Wintersemester 2020/21
Lehrstuhl für Theoretische Informationstechnik (Prof. Boche)
(Kontakt)
Details
Angaben zur Abhaltung
In der Vorlesung werden fundamentale Aspekte der Quantentechnologien in der Informationstechnik entwickelt. Dazu werden die mathematischen Grundlagen der Quantenphysik vorgestellt. In der Vorlesung werden darauf aufbauend die Grundlagen des Quanten Computers entwickelt. Es werden einfache Algorithmen zur Lösung von wichtigen klassischen Fragestellungen, wie zum Beispiel RSA Faktorisierung vorgestellt. es werden die Gates zur Implementierung eines universellen Quanten Computers eingeführt. Fragen der Fehlerkorrektur für diese Gates werden diskutiert. Weiterhin werden die Basisprotokolle der Quanten Kommunikation vorgestellt. Es werden die Protokolle zur Erzeugung von sicheren Schlüsseln, zur Erzeugung von Verschränkung zwischen physikalischen Systemen und zur Übertragung von Verschränkung zwischen verteilten Sendern und Empfängern vorgestellt.
Verschränkung als neue physikalische Ressource wird eingeführt. Es werden die Grundlagen einer Ressourcentheorie zum Umgang mit Verschränkung entwickelt. Es werden ausgewählte Beispiele den Vorteil von Verschränkung gegenüber allen klassischen Ressourcen eingeführt und diskutiert.
Analysis 1-3, Signaldarstellung, grundlegende Kenntnisse in Signal- und Systemtheorie
Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sind die Studenten mit den Grundlagen des Quantencomputers und seiner Hardware Implementierung vertraut. Sie kennen die Vorteile des Quantencomputers und können einfache Gatterimplementierungen des Quanten Computers angeben. Sie kennen weiterhin die Basisprotokolle der Quanteninformationstechnik. Sie können für diese Basisprotokolle einfache Implementierungen entwickeln.
Deutsch
Vortrag
Die grundlegende Theorie der Quantengates für den Quantencomputer wird während der Vorlesung durch einen Tafelvortrag hergeleitet und erklärt. Weiterhin werden die Basisprotokolle der Quanten Informationstechnik während der Vorlesung hergeleitet. Es werden die Quantengates für diese Basisprotokolle an der Tafel abgeleitet und anhand von Beispielen erläutert. Dabei wird insbesondere auf eine exakte mathematische Problemformulierung Wert gelegt bei der die Hauptaussagen ausführlich an der Tafel bewiesen werden.
Details
Für die Anmeldung zur Teilnahme müssen Sie sich in TUMonline als Studierende*r identifizieren.
Zusatzinformationen
Mark Wilde Quantum Information Theory, Cambridge University Press, 2017.

M. A. Nielsen and I. L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information", Cambridge University Press, 2000.