BMETETMP053

A tárgy címe: 
Kvantuminformatika
Elsődleges képzés: 
Fizikus mérnök BSc
Kredit: 
3
A tárgy besorolása: 
választható
Óraszám - előadás: 
2
Óraszám - gyakorlat: 
0
Óraszám - labor: 
0
Egyéb oktatás: 
-
Számonkérés módja: 
Examination
Egyéb számonkérés: 
-
Félév: 
6
Előtanulmányi feltételek: 
Modern fizika
Tantárgy felelőse: 
Dr. Pályi András, egyetemi docens, PhD
További oktatók: 
Tárgyleírás: 
Bevezető tantárgy a kvantuminformációelmélet, kvantumalgoritmusok, kvantumszámítógépek programozása témakörökbe. (1) Bevezetés a kvantuminformációelméletbe, a python programnyelvbe, és a qiskit programcsomag használatába. (2) A Bernstein-Vazirani-algoritmus. (3) Dekoherencia 1: a sűrűségmátrix. (4) Dekoherencia 2: kvantumbitek relaxációja. (5) Dekoherencia 3: kvantumállapot-tomográfia. (6) Deutsch-Jozsa-algoritmus és Grover-algoritmus. (7) Kvanutmos Fourier-transzformáció és kvantumos fázisbecslés. (8) Shor-algoritmus (9) Kvantum-szimuláció (10) Klasszikus hibajavítás. (11) Kvantumos hibajavítás. (12) Bell-egyenlőtlenségek. (13) Kvantumos kulcskiosztás.
Ajánlott irodalom: 
Qiskit Textbook, https://qiskit.org/textbook/preface.html Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, 10th Anniversary Edition, 2010, ISBN 978-1107002173
Kompetenciák: 
a) tudása- Ismeri a klasszikus és modern fizika műszaki-technológiai eljárásokat és alkalmazásokat megalapozó alapvető törvényszerűségeit, fejlődési irányait, és a modern fizikai modelleket.- Ismeri a fizika legfontosabb kapcsolódási pontjait a mérnöki diszciplínákkal, az ehhez kapcsolódó alapvető fogalmakat és összefüggéseket.- Ismeri a műszaki és fizikai problémák számítógépes modellezésének matematikai és informatikai módszereit.- Átlátja a fizikai törvényszerűségek technológiai és gazdasági folyamatokra történő alkalmazásait, valamint a kutatás-fejlesztés és a technológiai innováció folyamatát.- Specializációs szakterületén ismeri az alkalmazott tervezési elveket, technológiákat, speciális anyagokat és mérési eljárásokat.b) képességei- Képes a műszaki-technológiai problémák és a fizikai tudományos eredmények közötti kapcsolat megteremtésére, a két terület alkotó összekapcsolására.- Képes a műszaki problémák és a hozzájuk kapcsolódó fizikai jelenségek megértésére, az ehhez szükséges információgyűjtésre, és a szakirodalom eredményeinek értelmezésére és kreatív alkalmazására.- Képes a műszaki fejlesztéshez kapcsolódó problémák önálló megoldására, a megoldáshoz elvezető fizikai törvényszerűségek, mechanizmusok és műszaki megoldások azonosítására, komplex műszaki és fizikai problémák analitikus és számítógépes modellezésére, és a modellezés eredményének gyakorlati alkalmazására.- A modern fizikán alapuló technológiákkal kapcsolatos általános ismeretei felhasználásával választott specializációja területén képes egyes mérnöki feladatok megoldására (tervezés, fejlesztés, üzemeltetés, tanácsadás).- Ismeretei alapján rendelkezik a tudományos-technológiai alapokon nyugvó megalapozott érvelés képességével, ismeretei alapján képes megalapozott véleményt alkotni szakterületéhez kapcsolódó társadalmi, tudományos, technológiai és etikai kérdésekről.- Képes tudásának önálló gyarapítására, a releváns szakirodalom követésére és feldolgozására, és tanulmányainak magasabb szinten történő folytatására.c) attitűdje- Törekszik a tudományos fizikai ismeretek és a műszaki-technológiai alkalmazások közötti összekötő, integráló szerep megteremtésére.- Hitelesen képviseli a természettudományos világnézetet, és alkalmazni tudja a technológia és társadalom viszonylatában.- Nyitott a természettudományos és műszaki továbbképzés irányában.- Elkötelezett új kompetenciák elsajátítására.- Fejleszti, mélyíti szakterületi ismereteit.d) autonómiája és felelőssége- Önállóan feltárja és átgondolja az alapvető szakmai kérdéseket, és adott források alapján megválaszolja azokat, képes önálló szakmai döntések meghozatalára.- Felelősséggel együttműködik a műszaki, természettudományos és más szakterületek szakembereivel.- Tudatosan vállalja a műszaki-természettudományos terület etikai normáit.- Saját képességeit és munkájának eredményét reálisan értékeli.- Folyamatos tanulással fejleszti kompetenciáit, alkalmassá válva felelősségteljes munkakörök betöltésére.- Tisztában van a tudományos-technológiai kijelentések jelentőségével és következményeivel.