Quanten-Computing

SS 2015

Aktuelles

  • Zum zweiten Prüfungstermin werden mündliche Prüfungen abgehalten. Zur Terminvereinbarung wenden Sie sich bitte an Erich Grädel.
  • Die vorläufigen Klausurergebnisse können hier eingesehen werden.
  • Es gibt eine neue Version des Skripts, in der einige kleinere Fehler korrigiert sind.
  • Die Klausureinsicht findet am Donnerstag, den 03.09.2015 von 11:00 bis 12:00 im Seminarraum 4116 am Lehrstuhl Informatik 7 (Informatikzentrum, E1, 1. Stock) statt.
  • Die Prüfung zur Vorlesung findet am 01.09.2015 im AH V (2356|050) zwischen 14:00 und 16:00 statt.
  • Auf Aufgabenblatt 7 Aufgabe 3a) wurde ein Fehler in der Definition der Funktion f korrigiert.
  • Auf Aufgabenblatt 4 und in Kapitel 2 im Skript wurde die Definition von universal hinzugefügt.
  • Wer sich in Campus Office nicht zur Vorlesung anmelden kann, meldet sich bitte per E-Mail bei Faried Abu Zaid oder Svenja Schalthöfer an.
  • Update of Assignment 3: In Exercise 2, Bob's measurement has to be completely determined by Alice's, it does not have to be the same.
  • Änderung in Übungsblatt 3: Bei Aufgabe 1 (b) dürfen c-V und c-V* benutzt werden.
  • Wegen der Fachschaftsvollversammlung fällt am 05.05.2015 die Vorlesung aus. Am 06.05. erscheint kein neues Übungsblatt und die Übung am 13.05. fällt aus.
  • Das Skript zur Vorlesung vom Wintersemester 09/10 ist verfügbar. Allerdings stimmen die Inhalte nicht notwendigerweise mit der Vorlesung überein. Daher sind Änderungen vorbehalten.
  • Die Lernmaterialien und Übungen zu dieser Vorlesung werden auf dieser Website veröffentlicht. Zu dieser Veranstaltung existiert kein L2P-Lernraum.

Termine

ArtTerminOrt Veranstalter
V2Di. 10.15 - 11.45AH IIBeginn 14. April E. Grädel
Ü2Mi. 14.15 - 15.45AH IBeginn 22. AprilF. Abu-Zaid, S. Schalthöfer

Übungsbetrieb

Jeden Mittwoch wird auf dieser Website ein Übungsblatt veröffentlicht. Die Übung soll in Dreiergruppen bearbeitet und bis zum jeweils folgenden Mittwoch um 14:15 Uhr abgegeben werden. Die Abgabe erfolgt im Übungskasten am Lehrstuhl oder zu Beginn der Globalübung. Für die Prüfungszulassung müssen insgesamt 50 Prozent der Übungspunkte erreicht werden.

Inhalt

You have nothing to do but mention the quantum theory, and people will take your voice for the voice of science, and believe anything. (George Bernard Shaw)

Ziel der Entwicklung von Quanten-Computern ist es, quantenmechanische Effekte auszunutzen um nicht-klassische Rechnersysteme zu bauen. Es ist zwar noch nicht sicher, ob Quanten-Computer mit mehr als ein paar wenigen Qubits überhaupt je gebaut werden konnen, aber in der Theorie zumindest erlauben Quanten-Phänomene fundamental neue Formen von Berechnungen. So hat die in den letzten Jahren entwickelte Theorie interessante und zum Teil sehr überraschende Resultate ergeben.

Formale Modelle fur Quanten-Computer sind Quanten-Turingmaschinen und ‘Quantum Gate Arrays’. Es handelt sich hier um probabilistische Berechnungsmodelle jedoch mit Interferenz von Konfigurationen sowie Übergangsregeln, die durch Wahrscheinlichkeitsamplituden anstelle von Wahrscheinlichkeiten spezifiziert werden. Wir werden diese Modelle analysieren und verschiedene Algorithmen fur Quanten-Computer behandeln. Speziell werden wir das aufsehenerregende Resultat von P. Shor zeigen, dass mit Quanten-Computern beliebig große Zahlen in polynomialer Zeit in ihre Primfaktoren zerlegt werden können, ein Problem, das im klassischen Fall offen ist und auf dessen Schwierigkeit die heutigen Public-Key-Kryptosysteme basieren. Quanten-Computer könnten also solche Kryptosysteme brechen.

Because nature isn't classical, dammit... (Richard P. Feynman)

Übungen

Literatur

Skript

Zuordnung

  • Informatik (B.Sc./M.Sc.): Wahlpflichtmodul Theoretische Informatik
  • Mathematik (B.Sc.): 4.,5.,6. Semester
  • Mathematik (M.Sc.): Reine Mathematik

Voraussetzungen

  • Lineare Algebra

Rückfragen

Erich Grädel, Faried Abu Zaid, Svenja Schalthöfer