Опис навчальної дисципліни

Навчальну дисципліну розроблено таким чином, щоб надати аспірантам необхідні знання, які стосуються обчислень з врахуванням сучасного рівня розвитку науки, зокрема, квантової фізики.

Зокрема, розглядаються різні підходи до формалізації процесу обчислення: алгебра Буля, машина Тюрінга та лямбда – обчислення Черча. Аналізується поняття біта та квантового біта. Розглядаються підходи для опису квантових логічних елементів та квантових схем: надщільного кодування та  телепортації. Обговорюються особливості алгоритмів та мови для квантового програмування.

Метою вивчення курсу є одержання аспірантами знань з новітнього напрямку розвитку  – квантової інформатики,  яка сформувалася в останні 20 років на основі класичної теорії інформації, інформатики та квантової механіки. Вивчення курсу сприятиме формуванню  сучасного наукового світогляду аспірантів.

Після завершення цього курсу студент буде

Знати:

• кубіти – як основне поняття квантової інформатики;
• опис стану та динаміки системи у квантовій механіці;
• квантово-механічні вимірювання;
• формування простору багатьох кубітів (тензорний добуток);
• основні однокубітові та двокубітові квантові логічні елементи;
• квантові мережі;
• використання заплутаних та суперпозиційних станів для розв’язання задач інформатики (надщільне кодування, телепортація);
• основні квантові алгоритми;
• особливості мов програмування для квантових обчислень.

Вміти:

• описати стан та динаміку  квантово-механічних систем;
• визначити стан системи після вимірювання;
• формувати простір багатьох кубітів;
• застосувати дію одно- та двокубітових квантових елементів;
• пояснити принципи надщільного кодування та квантової телепортації.