Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Természettudományi Kar |
Tantárgy Adatlap |
Tantárgy kód | BMETE155308 |
Tantárgy azonosító adatok | |||||||||
1. | A tárgy címe | Kvantumszámitógép fizika 1 | |||||||
2. | A tárgy angol címe | Physics of Quantum Computers 1 |
3. | Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa | 2 | + | 1 | + | 0 | v | Kredit | 3 |
4. | Ajánlott/kötelező előtanulmányi rend | ||||||||
vagy | Tantárgy kód 1 | Rövid cím 1 | Tantárgy kód 2 | Rövid cím 2 | Tantárgy kód 3 | Rövid cím 3 | |||
4.1 | BMETE152015 | Kvantummechanika | |||||||
4.2 | BMEVIEV2018 | Elektromágn.ter | |||||||
4.3 | BMEVIHI9353 | Kvantuminfo | |||||||
5. | Kizáró tantárgyak | ||||||||
Kvantum számítógépek (BMETE159302), Kvantumszámítógépek fizikai alapjai (BMETE155206), InformációFiz(BMETE809402) |
|||||||||
6. | A tantárgy felelős tanszéke | Elméleti Fizika Tanszék | |||||||
7. | A tantárgy felelős oktatója | Dr. Apagyi Barnabás | beosztása | egyetemi docens |
Akkreditációs adatok | ||||
8. | Akkreditációra benyújtás időpontja | 2006.01.15. | Akkreditációs bizottság döntési időpontja | 2006.02.20. |
Tematika | |||||||||
9. | A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít | ||||||||
Kvantummechanika, elektrodinamika, optika, információelmélet |
|||||||||
10. | A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható) | ||||||||
TTK Mérnök-fizikus szak ill. VIK Informatikus és Villamosmérnök szak kötelezően választható tárgya |
|||||||||
11. | A tárgy részletes tematikája | ||||||||
1. Kvantummechanika axiómái. Kétállapotú kvantumrendszerek.
2. Kvantumbit, kvantumregiszter, kvantumkapu. Összefonódott és szuperponált állapotok.
3. 1- és 2-qubites kapuk. Bell-állapotok. Kvantum teleportáció.
4. Box potenciál számitógép, harmonikus oszcillátor számítógép
5. Optikai foton számitógép. Foton-atom számitógép. Jaynes-Cummings hamiltoni.
6. Kétrészecskés összefonódottság tiszta állapotokra. (Megkülönböztethető részek.)
7. Redukált sürüségmátrixok, Schmidt dekompozíció, von Neumann entrópia, konkurrencia.
8. Kétrészecskés összefonódottság kevert állapotokra. Peres-Horodecki kritérium. Negativitás. Wootters formula.
9. Illusztratív példák: Werner állapotok, Gisin állapotok.
10. Pozitív operátorértékű mértékek, általánosított mérés, Kraus reprezentáció, alkalmazások.
11. Dekoherencia és a fázisvesztés: dupla-rés, Stern-Gerlach kísérletek, Schrödinger macskája.
12. Operációk operátor összeg, Kraus- és Bloch gömb reprezentációban: depolarizációs, fázisvesztő illetve amplitúdó csillapító csatorna.
13. Mester egyenlet, Lindblad-egyenlet , megoldások.
14. Kvantum-Brown mozgás, fázis tér reprezentáció (Wigner- és Husimi-függvények), durva felbontás és dekoherencia kapcsolata.
Hűség (fidelity) és Loschmidt-echo. |
|||||||||
12. | Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja | ||||||||
szorgalmi időszakban |
kiadott példák megoldása | vizsga- időszakban |
szóbeli vizsga | ||||||
13. | Pótlási lehetőségek | ||||||||
14. | Konzultációs lehetőségek | ||||||||
folyamatos |
|||||||||
15. | Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom | ||||||||
Michael A. Nielsen and Isaac L. Chuang: Quantum Computation and Quantum Information ,2000, Cambridge Univ Press |
|||||||||
Dirk Bouwmeester, Artur K. Ekert, Anton Zeilinger:The Physics of Quantum Information, 2000 Springer-Verlag Berlin |
|||||||||
Imre Sándor and Balázs Ferenc: Quantum Computing and Communications, 2005, Wiley |
|||||||||
16. | A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva) | ||||||||
16.1 | Kontakt óra | 42 |
|||||||
16.2 | Félévközi felkészülés órákra | 14 |
|||||||
16.3 | Felkészülés zárthelyire | 0 |
|||||||
16.4 | Zárthelyik megírása | 0 |
|||||||
16.5 | Házi feladat elkészítése | 14 |
|||||||
16.6 | Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló) | 0 |
|||||||
16.7 | Egyéb elfoglaltság | 0 |
|||||||
16.8 | Vizsgafelkészülés | 20 |
|||||||
16.9 | Összesen | 90 |
|||||||
17. | Ellenőrző adat | Kredit * 30 | 90 |
A tárgy tematikáját kidolgozta | |||||||||
18. | Név | beosztás | Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.) | ||||||
Dr. Apagyi Barnabás |
egyetemi docens |
Elméleti Fizika Tanszék |
|||||||
Dr. Lévay Péter Pál |
tudományos főmunkatárs |
Elméleti Fizika Tanszék |
|||||||
Dr. Varga Imre |
tudományos főmunkatárs |
Elméleti Fizika Tanszék |
A tanszékvezető | |||||||||
19. | Neve | aláírása | |||||||
Dr. Kertész János |