1. Fizikai rendszerek statisztikai modellezése, konvexitás szerepe és értelmezése, tiszta és kevert állapotok fogalma. Véges-dimenziós klasszikus rendszerek leírása, tiszta állapotok és extremális mérések.
2. Véges-dimenziós komplex Hilbert-terek elméletének áttekintése, speciális operátorok, spektrálfelbontás, függvénykalkulus. Dirac-formalizmus. Nyom funkcionál és tulajdonságai.
3. Véges-dimenziós kvantumrendszerek leírása a Hilbert-tér formalizmusban: állapotok, POVM-ek, Born-szabály. Tiszta állapotok jellemzése, mérések extremális pontjainak jellemzése; összevetés a klasszikus esettel. Klasszikus rendszerek a kvantum formalizmusban.
4. Hilbert-Schmidt skalárszorzat, diszkrét Weyl-operátorok, Pauli operátorok, kvantum bit állapottere, spin mérés.
5. Valós kimenetű POVM-ek, várható érték és szórás. Mérések kompatibilitásának fogalma, kapcsolat a felcserélhetőséggel.
6. Összetett rendszerek leírása. Vektorterek, Hilbert-terek tenzorszorzata, tenzorszorzat univerzalitása, szorzatbázis. Kanonikus és természetes realizáció fogalma, példák. Operátorok tenzorszorzata.
7. Állapotok marginálisai, parciális nyom. Szorzat, szeparábilis, és összefonódott állapotok. Tiszta állapotok szeparabilitásának jellemzése. Schmidt-felbontás.
8. Choi-vektor és általánosított Choi-vektor fogalma, operátorok terének izomorfizmusa egy tenzorszorzat térrel. Maximálisan összefonódott állapot fogalma, Bell-bázis. Állapotok purifikációja.
9. Állapotfejlődés matematikai leírása. Teljesen pozitív leképezések, Choi-Jamiolkowski izomorfizmus, Choi-mátrix. Teljesen pozitív leképezések ekvivalens jellemzései (Stinespring-dilatáció, Lindblad-reprezentáció), nyomtartóság karakterizációja.
10. Kvantum műszer fogalma, mérés utáni állapot, Naimark-dilatáció. Zárt és nyílt kvantumrendszerek leírásának összehasonlítása.
11. Zajmentes információtovábbítás d-dimenziós kvantumrendszerrel, szupersűrű kódolás, kvantum teleportáció.
12. Mérések megismételhetősége, kvantum kulcsmegosztás alapjai, BB84 protokoll. Állapotmásolás lehetetlensége (no cloning theorem).