Квантовые технологии

Курс лекций посвящен рассмотрению современного уровня развития важной отрасли - квантовых технологий, а также ее ближайших и долгосрочных перспектив. Какие продукты ожидают человечество в этой таинственной области знания, которая выходит за пределы нашего повседневного опыта? Какова роль научных исследований - и теоретических, и экспериментальных, что такое "квантовый инженер", как "квантовые парадоксы" помогают учить студентов, что может/не может квантовый компьютер, почему нельзя извлечь информацию из одного фотона и как этот факт позволяет построить абсолютно защищенные системы передачи информации, а также многое другое - все эти вопросы будут поставлены и разрешены в курсе.
Мы расскажем о том, как современные инструменты физического эксперимента позволяют манипулировать одиночными атомами и фотонами, как сохранить, а потом извлечь информацию при помощи квантовых объектов, что значит "измерить состояние квантовой системы" и, наконец, зачем все это нужно человечеству... От атомной бомбы к управлению одиночным атомом, от лазера к статистике фотонов, от кристаллических решеток к фотонным кристаллам: в этой науке все происходит наоборот - ученые двигаются от больших и сложных систем к малым и простым. Все это мы постараемся объяснить в нашем курсе.

Форма обучения заочная (дистанционная).
Еженедельные занятия содержат тематические видеолекции и тестовые задания с автоматизированной проверкой результатов. Важным элементом изучения дисциплины является написание творческих работ в формате реферата-рассуждения по заданным темам, которое должно содержать полные развёрнутые ответы, подкреплённые примерами из лекций и/или научной литературы.

Лекция № 1. Основные идеи и принципы квантовой теории.
Лекция № 2. Случайность в квантовой физике: парадокс ЭПР и неравенcтва Белла.
Лекция № 3. Математический формализм квантовой физики.
Лекция № 4. Квантовые вычисления. Часть 1.
Лекция № 5. Сверхплотное кодирование. Квантовая телепортация. Задача о квантовой бомбе.
Лекция № 6. Квантовые вычисления. Часть 2.
Лекция № 7. Квантовые вычисления. Часть 3.
Лекция № 8. Квантовые вычисления. Часть 4.
Лекция № 9. Квантовая криптография.
Лекция № 10. Реализация систем квантовой криптографии.
Лекция № 11. Технические сложности экспериментальной реализации систем квантовой криптографии.
 

В результате изучения данного курса слушатели должны:

• получить представление об основных направлениях исследований в области квантовых технологий; 
• познакомиться с базовыми понятиями квантовых технологий, основными достижениями и современными проблемами;
• получить представление о принципах работы квантового компьютера;
• познакомиться с основными квантовыми алгоритмами;
• познакомиться с основами классической и квантовой криптографии