Quantum Information - NMMB534

• Title: Kvantová informace
• Guaranteed by: Department of Algebra (32-KA)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2021
• Semester: summer
• E-Credits: 6
• Hours per week, examination: summer s.:3/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Additional information: https://dl1.cuni.cz/course/view.php?id=9517
• Guarantor: doc. Mgr. Štěpán Holub, Ph.D.
• Teacher(s): doc. Mgr. Štěpán Holub, Ph.D.; Mgr. Peter Zeman, Ph.D.
• Class: M Mgr. MMIB; M Mgr. MMIB > Povinně volitelné
• Classification: Mathematics > Algebra
• Incompatibility : NMIB012
• Interchangeability : NMIB012
• Is interchangeable with: NMIB012

Annotation

English

The course introduces into quantum computers, including basics of quantum mechanics in the extent necessary to understand the computational aspect of quantum phenomena. The focus is on quantum algorithms with cryptographic consequences, especially on Shor's Factorization Algorithm. Description of the quantum key distributing protocol is also included.

Last update: T_KA (14.05.2013)

Czech

Přednáška je úvodem do kvantových počítačů a do teorie kvantové informace, včetně základů kvantové mechaniky v rozsahu potřebném pro výpočetní pohled na kvantové jevy. Důraz je kladen na popis kvantových algoritmů s kryptografickými důsledky, především na Shorův faktorizační algoritmus. Součástí je i popis kvantového sdílení klíče.

Last update: T_KA (14.05.2013)

Course completion requirements

English

The course is completed by an oral exam. Passing practicals is a precondition for taking the exam. To pass practicals, assigned homeworks have to be solved.

Last update: Holub Štěpán, doc. Mgr., Ph.D. (03.03.2026)

Czech

Předmět je zakončen ústní zkouškou. Zápočet je předpokladem připuštění ke zkoušce. Zápočet se uděluje za vypracování domácích úkolů stanovených v průběhu semestru.

Last update: Holub Štěpán, doc. Mgr., Ph.D. (03.03.2026)

Literature

English

Nielsen, Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University;

Mika Hirvensalo: Quantum Computing, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2001.

Last update: T_KA (14.05.2013)

Requirements to the exam

English

The student will be randomly assigned a topic. Required details can be specified within the selected topic. After preparation, the answer is presented orally.

Last update: Holub Štěpán, doc. Mgr., Ph.D. (03.03.2026)

Czech

Při zkoušce si student(ka) vylosuje ze seznamu témat. Vylosované téma bude podle potřeby upřesněno. Odpovídat bude ústně po předchozí přípravě.

Last update: Žemlička Jan, doc. Mgr. et Mgr., Ph.D. (11.06.2019)

Syllabus

English

1. Principles of quantum physics: Hilbert spaces, unitary operators, complex projective line, tensor products

2. Quantum information: qubit, quantum register, reversible computation, no-cloning theorem, universal set of operators

3. Quantum phenomena: Mach-Zehnder interferometer, quantum teleportation, EPR paradox

4. Deutsch-Jozsa algorithm

5. Quantum Fourier transform, Shor's factorization algorithm

6. Grover's search algorithm.

7. Quantum cryptography: secret sharing

Last update: T_KA (14.05.2013)

Czech

1. Principy kvantové fyziky: Hilbertovy prostory, unitární operátory, komplexní projektivní přímka, tensorové součiny

2. Kvantová informace: kubit, kvantový registr, reversibilní výpočty, věta o neklonování, univerzální množina operátorů

3. Kvantové jevy: Machův-Zehnderův interferometr, kvantová teleportace, EPR paradox

4. Deutschův-Jozsův algoritmus

5. Kvantová Fourierova transformace, Shorův faktorizační algoritmus

6. Groverův vyhledávací algoritmus.

7. Kvantová kryptografie: sdílení klíče

Last update: T_KA (14.05.2013)