10385 Kvanteinformationsteknologi

2024/2025

Kursusinformation
Quantum Information Technology
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Engineering Physics
Teknologisk specialisering (MSc), Engineering Physics
F3A (tirs 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger og opgaveregning
13-uger
F3A
Skriftlig eksamen
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
10384 , Kvanteinformation eller tilsvarende kursus.
Ulrik Lund Andersen , Lyngby Campus, Bygning 307, Tlf. (+45) 4525 3306 , ulrik.andersen@fysik.dtu.dk
Jonatan Bohr Brask , jobb@fysik.dtu.dk
10 Institut for Fysik
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Kurset sigter på at udruste de studerende med en omfattende forståelse af de grundlæggende principper af kvantecomputing, kommunikation og sensing. Gennem dette kursus vil de studerende også få erfaring med at designe, implementere og betjene kvantedevices, algoritmer og protokoller. Desuden sigter kurset mod at fremme en kritisk og analytisk tilgang til evaluering af ydeevnen og potentialet for kvanteteknologier, både med hensyn til deres teoretiske kapaciteter og praktiske begrænsninger. Målet med dette kursus er i sidste ende at give de studerende et stærk grundlag for videre studier i kvanteteknologi samt at forberede dem på karrierer inden for akademia og industrien, hvor ekspertise inden for dette felt er i stigende efterspørgsel.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forstå centrale begreber fra kvanteinformation, herunder entanglement, kvantemålinger og -kredsløb samt målingsbaseret kvanteberegning.
  • Analysere simple fotoniske kredsløb og forklare hvordan kvanteberegninger kan realiseres optisk.
  • Redegøre for, hvordan praktisk anvendelige kvantetilstande kan frembringes vha. optik eller faststof fotonkilder.
  • Forstå de grundlæggende begreber inden for kvantemetrologi, herunder hvordan præcisionen skalerer.
  • Forstå hvordan fysiske størrelser som f.eks optisk fase og magnetfelt kan måles vha. optiske eller farvecenter opstillinger.
  • Udvikle og analysere protokoller for kvantesensing.
  • Redegøre for centrale begreber og udfordringer inden for kvantekommunikation, herunder kvanteteleportation, -relæer og -kryptografi.
  • Analysere protokoller for kvantekryptografi og generering af tilfældige tal baseret på kontinuerte kvantetilstande for lys.
Kursusindhold
Dette kursus dækker en bred vifte af avancerede sensorteknologier, kommunikation og databehandling, der benytter principperne i kvantemekanik. Kursets indhold vil starte med at introducere de grundlæggende principper i kvantemekanik og derefter gå videre til at diskutere specialiserede protokoller og teknikker såsom kvantemagnetometri, faseestimation, kvantekryptografi, kvanterepeatere, boson-sampling og kvantedatabehandling. Gennem forelæsninger og praktiske projekter vil de studerende få praktisk erfaring med at designe, implementere og teste disse kvanteteknologier. De vil også lære a,t analysere og optimere ydeevnen af disse systemer ved hjælp af moderne metoder til kvantefejlkorrektion, fejltolerance og kvantesimulering. Kursets indhold er designet til at give de studerende en bred forståelse af de potentielle anvendelser og begrænsninger af kvanteteknologi inden for forskellige områder, herunder materialevidenskab, biologi, finans og cybersikkerhed. Ved afslutningen af kurset vil de studerende være udstyret med den viden og de færdigheder, der er nødvendige for at forfølge videre studier i dette hurtigt udviklende og spændende felt.
Sidst opdateret
02. maj, 2024