Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE15MF24
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Kvantumszámítógép fizika 1
2. A tárgy angol címe Physics of Quantum Computers 1
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 3 + 0 + 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
4.2
4.3
5. Kizáró tantárgyak
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 2008.10.08. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2008.12.16.
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Kvantummechanika
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
A tárgy az oklevélben nem nevesített szakirány kötelezően választható tantárgya.
11. A tárgy részletes tematikája
Kvantummechanika axiómái. Kétállapotú kvantumrendszerek. Kvantumbit, kvantumregiszter, kvantumkapu. Összefonódott és szuperponált állapotok. 1- és 2-qubites kapuk. Bell-állapotok. Kvantum teleportáció. Box potenciál számitógép, harmonikus oszcillátor számítógép. Optikai foton számitógép. Foton-atom számitógép. Jaynes-Cummings hamiltoni. Kétrészecskés összefonódottság tiszta állapotokra. (Megkülönböztethető részek.) Redukált sűrűségmátrixok, Schmidt dekompozíció, von Neumann entrópia, konkurrencia. Kétrészecskés összefonódottság kevert állapotokra. Peres-Horodecki kritérium. Negativitás. Wootters formula. Illusztratív példák: Werner állapotok, Gisin állapotok. Pozitív operátorértékő mértékek, általánosított mérés, Kraus reprezentáció, alkalmazások. Dekoherencia és a fázisvesztés: dupla-rés, Stern-Gerlach kísérletek, Schrödinger macskája. Operációk operátor összeg, Kraus- és Bloch gömb reprezentációban: depolarizációs, fázisvesztı illetve amplitúdó csillapító csatorna. Mester egyenlet, Lindblad-egyenlet , megoldások. 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
Az érvényes TVSz szerint.
14. Konzultációs lehetőségek
folyamatos
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
Michael A. Nielsen and Isaac L. Chuang: Quantum computation and quantum information (Cambridge University Press, 2000)
Dirk Bouwmeester, Artur K. Ekert and Anton Zeilinger: The Physics of quantum information (Springer, Berlin, 2000)
Imre Sándor and Balázs Ferenc: Quantum computing and communcations (Wiley, 2005)
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
42
16.2 Félévközi felkészülés órákra
28
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
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. Szunyogh László