Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETEAOBsMBKIE-00
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Bevezetés a kvantum-információelméletbe
2. A tárgy angol címe Introduction to Quantum Information Theory
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 2 + 0 + 0 f 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 Analízis és Operációkutatás Tanszék
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Mosonyi Milán beosztása egyetemi docens
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2024.04.18. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2024.05.15.
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Lneáris algebra
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
TTK Matematika BSc képzés kötelezően választható tárgya
11. A tárgy részletes tematikája

1. Finite-dimensional classical models, states and measurements, representation by diagonal matrices.
2. Finite-dimensional Hilbert spaces, Dirac formalism. Orthonormal bases, trace, Hilbert-Schmidt inner product. Special operators, spectral decomposition, functional calculus.
3. Finite-dimensional operator algebraic models, states, measurements, Born rule. Quantum bit, Bloch ball.
4. Extremal states and measurements, quantum indeterminism.  
5. Noiseless information transmission, perfect state discrimination. Quantum key distribution.
6. Composite systems, tensor product of Hilbert spaces and observable algebras.
7. Marginal states, partial trace. Product, separable and entangled states. Schmidt decomposition. Purification of states. Maximally entangled states, Bell bases.
8. Mathematical description of time evolution. Completely positive maps and their representations, Choi criterion, Kraus decomposition, Stinespring dilation. Naimark dilation of POVMs. Description of closed and open quantum systems.
9. Cloning and broadcasting of quantum states, no cloning theorem. Superdense coding, quantum teleportation.
10. Classical, quantum, and no-signaling correlations, non-local games, CHSH game, pseudo-telepathy games.
12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban		 Házi feladatok vizsga-
időszakban		 -
13. Pótlási lehetőségek
TVSZ szerint
14. Konzultációs lehetőségek
Az oktatóval egyeztetve
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
A.S.Holevo: Probabilistic and statistical aspects of quantum theory, North-Holland 1982
A.S.Holevo: Quantum Systems, Channels, Information, De Gruyter 2012
M.A. Nielsen, I. Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, 2000
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
28
16.2 Félévközi felkészülés órákra
22
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
40
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
0
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
0
16.9 Összesen
90
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
90
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Dr. Mosonyi Milán
egyetemi docens
Analízis és Operációkutatás Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Andai Attila