Quantenalgorithmen

Wintersemester 2013/2014

Vorlesung
Dozent Zeit Raum
Prof. A. May donnerstags, 10.00-12.00 Uhr NA 5/99
Übungen
Dozent Zeit Raum Erstmals am
E. Kirshanova donnerstags, 14.00-15.30 Uhr NA 5/24 24.10.2013
Die Vorlesung am 06.02. findet wie geplant statt.
(mit Folien eines Physik-Kollegen zu Quantenrechner-Realisierungen)

Skript zur Vorlesung
01 Do. 17.10.13 PDF Klassische Berechnung, Zustand eines Qubits, Quanten-Münzwurf
02 Do. 24.10.13 PDF Unitäre Abbildungen, Tensorprodukt, Zustand eines 2-Qubit Systems
03 Do. 31.10.13 PDF Verschränkung, Tensorprodukt für Matrizen, No-Cloning Theorem
04 Do. 07.11.13 PDF n-Qubit System, Quanten-Teleportation, Superdense Coding
05 Do. 14.11.13 PDF Quanten-Schlüsselaustausch, BB84-Protokoll, B92-Protokoll
06 Do. 21.11.13 PDF Boolesche Schaltkreise, Universelle Menge, Uniformität
07 Do. 28.11.13 PDF Nicht-Uniformität, reversible Schaltkreise, r-universell
08 Do. 05.12.13 PDF Die Klassen QP und BQP, Deutsch-Josza Problem, Bernstein-Vazirani Problem
09 Do. 12.12.13 PDF Verallgemeinertes Simon-Problem, RSA und Gruppenordnung
10 Do. 19.12.13 PDF Phasenbestimmung, Quanten Fourier Transformation, periodischer Zustand
11 Do. 09.01.14 PDF Finden der Periode, Gaußalgorithmus, Shor's Algorithmus
12 Do. 16.01.12 PDF Faktorisieren, DLogs, Datenbanksuche, Grover-Iteration, Grover-Algorithmus
13 Do. 23.01.12 PDF Fehlerkorrektur, 3-Qubit Code, Quanten Bit Commitment

Gesamtes Skript (1-8)

Gesamtes Skript (9-13)

Übungsblätter
Datum Präsenzübung Hausübung HW is due on
24.10 Übung 1 Hausaufgabe 1 31.10
31.10 Übung 2 Hausaufgabe 2 14.11
14.11 Übung 3 Hausaufgabe 3 28.11
28.11 Übung 4 Hausaufgabe 4 12.12
16.12 Übung 5 Hausaufgabe 5 09.01
13.01 Übung 6 Hausaufgabe 6 23.01
24.01 Übung 7

Kommentar:

Die Vorlesung gibt einen Einblick in die Konstruktion von Algorithmen für Quantenrechner.
Themenübersicht:
- Quantenbits und Quantengatter
- Separabilität und Verschränkung
- Teleportation
- Quantenschlüsselaustausch
- Quantenkomplexität
- Simons Problem
- Shors Faktorisierungsalgorithmus
- Grovers Suchalgorithmus

Weiterführende Literatur

  • N. David Mermin, "Quantum Computer Science - An Introduction", Cambridge University Press, 2007
  • Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuang, "Quantum Computation and Quantum Information", Cambridge University Press, 2000
  • Matthias Homeister, "Quantum Computing verstehen", Springer, 2013