Diplom Informatik(FH) - FHInfo - Fachhochschule Kaiserslautern

Modulhandbuch - Angewandte Informatik (AI04) - Diplom Informatik(FH)
4. Semester Quantencomputing
Modulnummer: Kurzzeichen: QCOMP
Modulgruppe: Wahlpflichtfächer Hauptstudium nicht im aktuellen Angebot
Lernziele: 1. Lernziel: Beschreibung der (mikrophysikalischen) Prozesse
und ihrer Repräsentation/mathematischen Codierung, auf denen
ein Quantencomputer konzeptuell beruht.
Veranstaltung Quantencomputing
2. Lernziel: Beschreibung derjenigen Algorihmen, für die eine
Quantencomputer zunächst besonders geeignet erscheint.
3. Lernziel: Identifizierung derjenigen physikalischen Bausteine,
aus, denen sich ein Quantencomputer aufbauen lässt.
Eingangsvoraussetzungen: Zulassung zum Hauptstudium
Anmeldeformalitäten: Zur Anerkennung der Studienleistung ist eine Anmeldung im
Prüfungsamt erforderlich.
Die Frist zur Anmeldung ist dem Prüfungsplan SS 2007 zu
entnehmen.
Prüfungsmodalitäten: Vortrag und schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsart: Studienleistung
Prüfungsform: schriftlich
Umfang: Summe ECTS P.: 5 / Summe SWS: 4
zugehörige Veranstaltungen: Quantencomputing 2V + 2S
Modulverantwortlich: Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens
Veranstaltungsnummer: Kurzzeichen: QCOMP Semester: 4
Inhalt: Die Idee eines Quantencomuters wurde in den 80-er Jahren
von dem Physiker R.P. Feynman geäußert, der darin eine völlig
neue Qualität paralleler Informationsverarbeitung gesehn hat.
Diese beruht auf dem Phänomen beliebiger
Zustandsüberlagerungen in der Mikrowelt (Prinzip der
Superposition). Codiert werden diese mikrophysikalischen
Phänomene mit den Mitteln der linearen Algebra, also mit den
Konzepten eines Vektorraumes und zugehöriger linearer
Abbildungen.
Natürlich hat man es hier mit spezialisierten Vektorräumen zu
tun, sog. Hilberträumen. Die betrachteten linearen Abbildungen
sind ebenfalls von einer speziellen Natur (sog. unitäre und
hermitesche Operatoren).
Ein Quantenrechner kann prinzipiell (vermutlich) nicht mehr
berechnen als eine Turing-Maschine (also ein konventioneller
Allzweckrechner), er kann aber in seinen Berechnungen so
schnell sein, dass selbst unsere besten
Verschlüsselungsverfahren gefährdet sind.
Behandelt werden die beteiligten physikalischen Phänomene,
ihre mathematische Codierung, geeignete Algorithmen und
mögliche Implementierungen. (s. auch Lernziele)
Studienbehelfe / Literatur: Nielsen/Chuang: Quantum Computation and Quantum
Information (in Bibliothek vorhanden)
R.P. Feynman : Feynman Lectures on Computation
div. Zeitschriftenartikel (werden zu gegebener Zeit verteilt)
Lehrsprache: deutsch
Arbeitsaufwand: entsprechend den 5 ECTS Punkten
Sonstiges: Für wen ist die Lehrveranstaltung geeignet:
- für die, die ein faszinierendes neues Gebiet kennenlernen
möchten
- für die, die wissen wollen, wozu die lineare Algebra (sonst
noch) gut ist
- für die, die den praktischen Bezug nicht aus den Augen
verlieren wollen, denn nichts ist praktischer als eine gute
Theorie
- und last but not least für die, die "es wissen wollen".
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