Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
1. Математика2. Общая физика и астрономия3. Ядерная физика4. Физико-технические проблемы энергетики5. Проблемы машиностроения, механики и процессов уп...полностью>>
'Документ'
1.1. Настоящий документ представляет собой приглашение «ЛУКОЙЛ-АЭРО-Пермь» (далее - Заказчик), адресованное неопределённому кругу лиц, представить Пре...полностью>>
'Документ'
Россия Отдел записи актов гражданского состояния Привокзального района г. Тулы 00 – по настоящее время Россия Комитет записи актов гражданского состоя...полностью>>
'Документ'
К к. 16-го в. искусство и литература подошли к творческому кризису. Ренессансная идея господства человека в мире благополучно скончалась. В Ренессансе...полностью>>

Главная > Программа дисциплины

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Дискретная математика»

для направления подготовки бакалавра 230400.62 Информационные системы и технологии

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Факультет прикладной математики и кибернетики МИЭМ

Программа дисциплины

«Введение в квантовую информатику»

для направления 230400.62 «Информационные системы и технологии»

подготовки бакалавра

Автор программы:

А.С. Холево, д. ф.-м. н., в.н.с., aholevo@hse.ru

Одобрена на заседании кафедры прикладной математики «20» мая 2014 г.

Зав. кафедрой Карасев М. В.

Москва, 2014

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 230400.62 «Информационные системы и технологии», изучающих дисциплину «Введение в квантовую информатику».

Программа разработана в соответствии с:

  • ФГОС 230400 Информационные системы и технологии 62 бакалавр.

  • Рабочим учебным планом университета по направлению подготовки 230400.62 «Информационные системы и технологии», утвержденным в 2014 г.

2Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Введение в квантовую информатику» является ознакомление студентов с общими закономерностями передачи, хранения и преобразования информации в микро- и нано-системах, подчиняющихся законам квантовой механики. Раскрываются новые информационно-вычислительные возможности таких систем, излагаются принципы их рационального и помехоустойчивого дизайна, основанные на использовании специфически квантовых ресурсов, таких как сцепленность (запутанность) квантовых состояний, дополнительность между измерением и возмущением, квантовый параллелизм.

3Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен:

  • знать принципы статистического описания классических и квантовых информационных систем;

  • иметь базовые навыки применения основных квантовых протоколов передачи и обработки информации и вспомогательных информационных ресурсов;

  • знать и уметь оценивать основные количественные критерии качества функционирования квантовых информационных систем при наличии шумов и декогеренции.

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

А) общекультурные (ОК):

  • владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию

информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, умение логически верно,

аргументированно и ясно строить устную и письменную речь (ОК-1);

  • готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе; знание принципов и методы

организации и управления малыми коллективами; способность находить

организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях и готов нести за них ответственность (ОК-2);

  • умение применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для

интеллектуального развития, повышения культурного уровня, профессиональной компетенции, сохранения своего здоровья, нравственного и физического самосовершенствования (ОК-5);

  • владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) для решения практических

задач в области информационных систем и технологий (ОК-6);

  • готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в

профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

Б) профессиональные (ПК):

  • способность проводить моделирование процессов и систем (ПК-5);

  • способность оценивать надежность и качество функционирования объекта проектирования (ПК-6);

  • способность разрабатывать средства реализации информационных технологий

  • (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные) (ПК-12);

  • готовность участвовать в работах по доводке и освоению информационных технологий в

ходе внедрения и эксплуатации информационных систем (ПК-15);

  • способность проводить сбор, анализ научно-технической информации, отечественного и

зарубежного опыта по тематике исследования (ПК-23);

  • способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований

(ПК-24).

4Место дисциплины в структуре образовательной программы

Настоящая дисциплина является факультативом для данного направления обучения.

5Тематический план учебной дисциплины

Название раздела

Всего часов

Аудиторные часы

Самостоя­тельная работа

Лекции

Семинары

Практические занятия

1

Статистическая структура квантовой теории

30

10

10

10

2

Составные квантовые системы и теория сцепленности

30

10

10

10

3

Квантовые информационные системы

48

12

12

24

Всего

108

32

32

44

6Формы контроля знаний студентов

Тип контроля

Форма контроля

3 и выше курс, 1 и 2 модуль

Параметры **

Текущий

(неделя)

Отсутствует

Итоговый

Экзамен

В конце 2-го модуля

В устной форме.

7Содержание дисциплины

Содержание дисциплины разбито на 3 части, каждая включает в себя 9 тем, по которым проводится одна или две лекции и одно или два практических занятия.

Часть 1. Статистическая структура квантовой теории

1.1. Матрицы и операторы. Формализм Дирака

1.2. Классические и квантовые системы

1.3. Квантовые состояния – матрицы плотности. Чистые состояния

1.4. Квантовые наблюдаемые: построение из аксиом

1.5. Вероятностные операторно-значные меры. Переполненные системы

1.6. Совместимость и дополнительность. Соотношение неопределенностей

1.7. Выпуклая структура множества наблюдаемых. Экстремальные наблюдаемые

1.8. Оптимальное различение и оценивание квантовых состояний

1.9. Информационно-полные измерения и томография квантового состояния

Часть 2. Составные квантовые системы и теория сцепленности

2.1. Тензорное произведение

2.2. Расширение Наймарка

2.3. Разложение Шмидта и очищение состояния

2.4. Парадокс Эйнштейна––Подольского––Розена. Неравенство Белла

2.5. Квантовые псевдотелепатические игры

2.6. Квантовая система как носитель информации

2.7. Сверхплотное кодирование

2.8. Телепортация квантовых состояний

2.9. Квантовые вычисления

Часть 3. Квантовые информационные системы

3.1. Эволюции квантовой системы и вполне положительные отображения

3.2. Расширение Стайнспринга. Представление Крауса. Открытые квантовые системы

3.3. Квантовые энтропийные и информационные количества

3.4. Монотонность относительной энтропии. Квантовая H-теорема

3.5. Классическая пропускная способность квантового канала связи

3.6. Передача классической информации с помощью сцепленного состояния

3.7. Передача квантовой информации. Квантовые коды, исправляющие ошибки

3.8. Канал с подслушивателем. Квантовая криптография

3.9. Секретная классическая пропускная способность и когерентная информация

8Образовательные технологии

Проведение лекций и практических занятий.

9Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

10 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

10.1Основная литература

  1. М. А. Нильсен, И. Чанг, Квантовые вычисления и квантовая информация. Мир 2006.

  2. А. С. Холево, Квантовые системы, каналы, информация. МЦНМО 2010.

  3. К. А. Валиев, А. А. Кокин, Квантовые компьютеры: надежды и реальность, 2-е изд., М.: ИКИ, 2004.

10.2Дополнительная литература

  1. Боумейстер Д., Экерт А., Цайлингер А., Физика квантовой информации, пер. с англ., М., 2002.

  2. А. Китаев, А. Шень, М. Вялый, Классические и квантовые вычисления. МЦНМО 1999.

  3. П. А.М. Дирак, Принципы квантовой механики. Наука, 1970.

  4. Дж. фон Нейман, Математические основы квантовой механики. Наука 1964.

  5. Л. Д. Фаддеев, О. Я. Якубовский, Лекции по квантовой механике для студентов-математиков. РХД 2001.

  6. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, Фейнмановские лекции по физике. 8. Квантовая механика. Мир, 1986.

  7. К. Хелстром, Квантовая теория проверки гипотез и оценивания. Мир 1979.

11 Материльно-техническое обеспечение дисциплины

Практические занятия проводятся в компьютерном классе с удаленным доступом к сети Интернет.



Похожие документы:

  1. Программа дисциплины "Дискретная математика" для направления 521600 Экономика

    Программа дисциплины
    Авторы программы: д.ф.-м.н., профессор, академик РАН Журавлёв Юрий Иванович; д.ф.-м.н., профессор Самыловский Александр Иванович; д.ф.-м.н., профессор Флёров Юрий Арсеньевич; д.
  2. Программа дисциплины «Дискретная математика» (1)

    Программа дисциплины
    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"
  3. Программа дисциплины «Дискретная математика» (2)

    Программа дисциплины
    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"
  4. Программа дисциплины Дискретная математика для направления 010400. 68 «Прикладная математика и информатика» подготовки магистра Автор программы

    Программа дисциплины
    Адаптационный курс «Дискретная математика» предназначен для поддержки магистров первого года обучения по направлению 010400.68 «Прикладная математика и информатика», недостаточно знающих те разделы дискретной математики, которые являются
  5. Программа дисциплины Дискретная математика для социологов для направления 040200. 62 Социология подготовки бакалавра Автор: к ф. м н, преподаватель Андреева Т. В

    Программа дисциплины
    Требования к студентам: Учебная дисциплина “Дискретная математика для социологов” (4-й и 5-й модули учебного плана 1-го курса факультета Социологии) не требует предварительных знаний, выходящих за рамки программы общеобразовательной

Другие похожие документы..