量子情報特論1

更新日:2016-12-07

時間割コード

2501405

ナンバリングコード

GSI-11-6021-J

科目区分

主専攻科目

単位数

選択1単位

授業形態

特論

対象学年

修士1・2年

学期 曜日 時間 集中講義の有無

秋1期

講義室


開講専攻

数理情報学専攻

担当教員 所属

ブシェーミ フランチェスコ

所属

数理情報学専攻

メールアドレス

buscemi@is.nagoya-u.ac.jp


授業概要


◆講義目的

量子情報理論の手法について理解することを目標とする。専門科目で量子力学,情報理論の理論と応用について学んでいくためのきっかけとする。
この講義は次の「量子情報特論2」講義にもつながる非常に基本的なトピックであるため,深く正確に理解することが求められる。

◆授業内容

「量子情報特論1」では,量子情報理論の基本についての講義である。
「複素ベクトル空間,内積,ティラクのブラケット記法,外積,直交射影,スペクトル定理,テンソル積」を復習し,
「量子力学の公理,量子状態,シュレーディンガー方程式,量子測定,量子ランダム数字ジェネレータ,量子エンタングルメント,
ベルの不等式,量子テレポーテーション,量子超高密度符号化,量子テレポーテーションと量子超高密度符号化の最適性」を学習する。
この講義は次の「量子情報特論2」講義にもつながる非常に基本的なトピックであるため,深く正確に理解することが求められる。

〔計画〕
1. 複素数線形代数
2. 国内や国外での研究組織の構築と課題
3. 予算申請と研究計画
4. 量子力学の公理(1)
5. 量子力学の公理(2)
6. ベルの不等式
7. 量子テレポーテーション
8. 量子超高密度符号化

◆教科書・参考文献・履修条件等

レクチャーノートを配布する。

◆授業期間中の課題・宿題等

自身の研究テーマについての研究計画書の策定とプレゼンテーション

成績評価方法・基準

レポート80%,講義時の議論の評価(積極的な参加,発言)20%で評価し,合計100点満点で60点以上を合格とする。

Course Title

Quantum Information Theory 1(Advanced Lecture)

Class Timetable Code

2501405

Numbering Code

GSI-11-6021-J

Course Category

Main majors

Credits

Elective1

Class Format


Grade

Master1-2

Semester, Day and Period

Autumn 1 semester

Instructor(s)

BUSCEMI Francesco

Affiliation

Department of Mathematical Informatics

Mailaddress

buscemi@is.nagoya-u.ac.jp


Course Topics

The course will introduce quantum information and quantum computation, in a way suitable to an audience with no specific background. The following topics will be covered: mathematical description of quantum systems – composite systems, purification, and quantum entanglement – Bell inequalities and quantum "nonlocality" – evolution of open quantum systems – quantum channels – quantum measurement processes – simple quantum communication scenarios (noiseless channels, super-dense coding, quantum teleportation).

Course Purpose

In this course we learn about the basic ideas in quantum information theory. This is the first step towards learning the theory and the applications of this field. This class is a necessary requirement for "Quantum Information Theory 2."

Course Contents


Textbooks, Reference Materials and Requirements

Materials will be distributed when necessary.

Assignment


Grading Criteria

By one final report (Japanese or English, 80%) and active participation to class (20%).