Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE809402
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Információfizika
2. A tárgy angol címe Information Physics
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 2 + 0 + 0 v Kredit 2
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
4.3
5. Kizáró tantárgyak
Kvantum számítógépek
6. A tantárgy felelős tanszéke Nukleáris Technikai Intézet
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Makai Mihály beosztása egy. tanár
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2004.11.10. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2004.12.08.
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Kvantummechanika
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
Szabadon választható tárgy felsőbb éves mérnök-fizikus hallgatóknak
11. A tárgy részletes tematikája
1, Az információ definíciója (Shannon, Neumann). Információ és entrópia. Jelátalakítás. Hibajavítás. 2, Számítógépek és algoritmusok. Turing-gép. Algoritmikusan megoldható problémák. A számítógép alkotóelemei: tárolás, kiolvasás, logikai műveletek, az eredmény tárolása. 3, Komplexitás fogalma, hardver eszközök (hagyományos). Mechanikus, elektronikus megoldások. 4, A kvantumszámítógép alapjai, Landauer-elv, reverzibilitás. A kvantuminformáció természete, hatékonyság, komplexitás, párhuzamosítás. Hibák, hibajavítás. 5, Kvantumhardver: ioncsapda, üregrezonátor, NMR 6, Állapotok és sokaságok. A kvantummechanika axiómái, a kvantumbit. Sűrűségmátrix. Kvatumállapotok fejlődése. 7, Mérés és fejlődés. Általános mérés. Szuperoperátorok, depolarizáció, fázis-elnyomás, amplitúdó-elnyomás. 8, Véletlen folyamatok alapjai. Maszter egyenlet. Markov folyamatok. 9, Kvantumos összefonódás (entanglement). Az EPR kísérlet informatikai jelentősége. Bell-egyenlőtlenség. Teleportáció. 10, Entrópia és adat kompresszálás. Üzenetek korrelációja. Zajos csatorna. Kvantum kompresszálás, kódolás. Összefonódás mérté ke. 11, Kvantumszámítások, kapuk, kapcsolás komplexitása. Reverzibilitás, kvantumáramkörök. 12, Kvantumelmélet a gyakorlatban: STM (helye KFKI).
12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban		 vizsga-
időszakban		 vizsga
13. Pótlási lehetőségek
14. Konzultációs lehetőségek
vizsgaidőszakban
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
A. Peres, ``Separability criterion for density matrices,'' quant-ph/9604005.
Demetrovics János, Jordan Denev, Radiszlav Pavlov: A számítástudomány matematikai alapjai , Tankönyvkiadó, Budapest
C. H. Bennett, C. A. Fuchs, and J. A. Smolin, Entanglement-enhanced classical communication on a noisy quantum channel,
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
28
16.2 Félévközi felkészülés órákra
12
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
0
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
0
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
20
16.9 Összesen
60
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
60
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Dr. Makai Mihály
egy. tanár
Nukleáris Technika Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Sükösd Csaba