Аннотация программы дисциплины по выбору 4.1.7

Аннотация программы дисциплины по выбору 4.1.7
«Основы квантового компьютинга»
Дисциплина может быть предложена в рамках общеуниверситетского модуля:
Информационно-коммуникационный.
Трудоемкость дисциплины: 2 зач. ед.; форма оценки: зачет.
Дисциплина может быть предложена для изучения на 3-4 курсе.
Знания, умения и навыки, которыми должен обладать обучающийся для
изучения данной дисциплины: «Физика», «Математический анализ», «Теория
вероятностей и математическая статистика», «Вычислительная математика»,
«Математическая логика и теория алгоритмов» знания по квантовой механике,
основные понятия и методы математического анализа и теории функций
комплексного переменного, основные понятия и методы теории вероятностей,
основные понятия математической статистики и случайных процессов, основные
понятия и методы вычислительной математики, базовые сведения по логическим
высказываниям, исчислению высказываний, логике и исчислению предикатов,
формальным теориям, алгоритмам и алгоритмическим системам, машине
Тьюринга, рекурсивным функциям, алгоритмически неразрешимым проблемам.
Компетенции, в формировании которых может участвовать данная
дисциплина:
Универсальные компетенции:
а) общенаучные:
- владение культурой мышления, способностью к проведению исследования,
критическому анализу, обобщению и систематизации информации, постановке
целей и выбору оптимальных путей и методов их достижения (УК-1);
- представление о специфике современного научного познания мира,
обладание системным взглядом на предмет и объект исследования; умение
использовать междисциплинарные методы и подходы в научном исследовании
(УК-3).
б) инструментальные:
- понимание сущности и значения информации в современном обществе;
владение основными навыками, методами, способами получения, хранения,
обработки и воспроизведения информации; навыками использования программных
средств и работы в компьютерных сетях (УК-9);
Профессиональные компетенции:
проектно-конструкторская деятельность:
- способность применять перспективные методы исследования и решения
профессиональных задач на основе знания мировых тенденций развития
вычислительной техники и информационных технологий (ПК-1).
- осваивать методики использования программных средств для решения
практических задач (ПК-2);
проектно-технологическая деятельность:
- использовать современные инструментальные средства и технологии
программирования (ПК-5);
научно-исследовательская деятельность:
- готовить презентации, научно-технические отчеты по результатам
выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и
докладов на научно-технических конференциях (ПК-7);
Целью дисциплины «Основы квантового компьютинга» является изложение
основных физических и математических понятий, принципов и методов, основ
построения квантовых вычислителей с использованием современных технологий, а
также достигнутых к настоящему времени результатов, относящиеся к области
квантовых вычислений и квантовой информации.
Основное содержание дисциплины:
 Введение в квантовый компьютинг. Объективные предпосылки к
появлению квантовых вычислителей. Понятие о квантовых алгоритмах:
алгоритм факторизации Шора, алгоритм сортировки Гровера. Схема
построения квантового вычислителя.
 Проблемы, возникающие при построении квантового вычислителя.
Возможные конструкции квантовых компьютеров. Программное
обеспечение для квантового компьютера. Задачи, возлагаемые на
квантовый вычислитель.
 Квантовые логические вентили (гейты). Универсальный квантовый
компьютер. Логические однокубитовые гейты. Контролируемые
квантовые гейты.
 Невозможность клонирования кубита. Состояния Белла. Формирование
запутанного состояния. Плотное кодирование.
 Квантовая телепортация. Квантовый параллелизм.
 Квантовые алгоритмы. Классификация квантовых алгоритмов.
Поисковый алгоритм Гровера. Алгоритм факторизации Шора.
Перспективы развития квантовых вычислителей