up

Основы квантовой физики и квантовой информатики

15 September 2020 - 31 December 2021 г.
The course has already started
10 days
До конца записи
  • 14 недели

    длительность курса

  • 4 зачётных единицы

    для зачета в своем вузе

В курсе дается введение в квантовую физику, и разобраны базовые физические модели, необходимые для понимания основ квантовой информатики и ее приложений: квантовых вычислений и квантовой связи.

О курсе

Курс «Основы квантовой физики и квантовой информатики» посвящен знакомству с базовыми основами квантовой физики, которые иллюстрируются простейшими примерами из области квантовой информатики. Его цель – дать слушателям, интересующимся квантовыми технологиями, фундаментальную основу для последующего изучения систем квантовой связи и квантовых вычислений.

Формат

30 последовательных видео-уроков, сгруппированных по 14 модулям. После каждого урока предусмотрены тестовые задания и задания для самостоятельной работы.

Курс рассчитан на 14 недель (по одному модулю в неделю), недельная учебная нагрузка 8 часов

 

Требования

Данный курс рекомендуется всем слушателям, обучающимся по направлениям 10.03.01 Информационная безопасность, 10.04.01 Информационная безопасность, 10.05.01 Компьютерная безопасность, 10.05.03 Информационная безопасность автоматизированных систем.

Для успешного прохождения курса необходимы знания в области общей физики, линейной алгебры, теории вероятностей, математической статистики, а также жеательно изучение предшествующего курса «Основы квантовой физики и квантовой информатики».

Программа курса

Модуль 1 (неделя 1). Классический и квантовый бит.

Урок 1. Как сделать кубит и сколько в нем битов?
Урок 2. Описание кубита с помощью сферы Блоха. Измерение кубита.
Урок 3. Однокубитные вентили, как повороты сферы Блоха.

Модуль 2 (неделя 2). Многокубитные вентили

Урок 4. Двухкубитные вентили, квантовые логические схемы, перепутанные кубиты.
Урок 5. Смешанные состояния кубитов и сфера Блоха

Модуль 3 (неделя 3). Квантовые алгоритмы

Урок 6. Алгоритм Дойча и Дойча—Джозса.
Урок 7. Квантовые алгоритмы криптоанализа.

Модуль 4 (неделя 4). Квантовые вычислительные системы. Часть 1

Урок 8. Параметры квантовых вычислительных систем
Урок 9. Атомо-подобные кубиты

Модуль 5 (неделя 5). Квантовые вычислительные системы. Часть 2

Урок 10. Сверхпроводящие кубиты
Урок 11. Фотонные кубиты

Модуль 6 (неделя 6). Квантовое распределения ключа (КРК).

Урок 12. Протоколы КРКна основе неортогональных состояний.
Урок 13. Протоколы КРК на основе перепутанных состояний.

Модуль 7 (неделя 7). Физическая реализация систем КРК

Урок 14. Варианты кодирования кубитов
Урок 15. Источники фотонов, линии связи, детекторы

Модуль 8 (неделя 8). Ошибки при передаче ключа

Урок 16. Источники ошибок, классификация атак
Урок 17. Связь между уровнем ошибок и утечкой информации

Модуль 9 (неделя 9). Атаки на системы КРК.

Урок 18. Атаки, на идеальные системы КРК
Урок 19. Атаки, на реальные системы КРК

Модуль 10 (неделя 10). Варианты борьбы с PNS и UM атаками

Урок 20 Релятивистский протокол КРК.
Урок 21. Протоколы с состояниями-приманками (decoy states).
Урок 22. Протокол SARG04.
Урок 23. Протокол КРК, основанный на наборе когерентных состояний.

Модуль 11 (неделя 11). Современные системы КРК

Урок 24. Системы КРК, основанные на непрерывных переменных
Урок 25. Существующие коммерческие и лабораторные системы КРК

Модуль 12 (неделя 12). Использование перепутанности в квантовой связи

Урок 26. Квантовая телепортация.
Урок 27. Обмен перепутанностью и квантовый повторитель.
Урок 28. Квантовая плотная кодировка

Модуль 13 (неделя 13). Другие системы квантовой связи

Урок 29. Квантовые протоколы защищенной прямой связи и аутентификация квантовых сообщений
Урок 30. Квантовые деньги и квантовое хэширование
Урок 31. Квантовые генераторы случайных чисел

Результаты обучения

После освоения курса студенты будут:

- знать основные законы квантовой физики
- уметь их применять для решения простейших задач
- понимать устройство физических моделей, связанных с задачами квантовой информатики

Катамадзе Константин Григорьевич

Кандидат физико-математеческих наук
Должность: Доцент кафедры криптологии и кибербезопасности

сертификат об окончании курса

Сертификат

По данному курсу возможно получение сертификата.

Стоимость прохождения процедур оценки результатов обучения с идентификацией личности - 1800 Р.

Похожие курсы