Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE15MF25
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Kvantumszámítógép fizika 2
2. A tárgy angol címe Physics of Quantum Computers 2
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 3 + 0 + 0 v Kredit 3
4. Ajánlott/kötelező előtanulmányi rend
vagy Tantárgy kód 1 Rövid cím 1 Tantárgy kód 2 Rövid cím 2 Tantárgy kód 3 Rövid cím 3
4.1
4.2
4.3
5. Kizáró tantárgyak
6. A tantárgy felelős tanszéke Elméleti Fizika Tanszék
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Apagyi Barnabás beosztása egyetemi docens
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2008.10.08. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2008.12.16.
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Kvantummechanika
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
A tárgy az oklevélben nem nevesített szakirány kötelezően választható tantárgya.
11. A tárgy részletes tematikája
Kvantummechanika axiómái. Kétállapotú kvantumrendszer. Ramsey interferométer. Kvantum párhuzamosság. Deutsch-Józsa algoritmus. Ion- csapda számítógép. Hamiltonoperátor. CNOT kapu megvalósítása. Mag mágneses rezonancia számítógép. Hamilton operátor. CNOT kapu és Bell- állapotok megvalósítása. Majorizáció: Nielsen tétele. Többrészecskés összefonódottság tiszta állapotokra, lokális összefonódottsági mértékek. Majorizáció és alkalmazásai: szeparabilitási probléma, összefonódottság katalízis, sűrűségoperátor sokaságok. Rejtett alcsoport probléma. Geometriai, és topológikus kvantumszámítás, összefonódottság geometriája. Fermionikus összefonódottság. Reziduális entrópia és geometriai jelentése, alkalmazások. Összefonódott láncok, és a tight binding modell. Összefonodottság és fázisátalakulások. Állapotpreparáció és a kiegyensúlyozott bázisok. Szilárdtestfizikai implementációk. Kvantum dotok. Spintronika. Si-alapú qubit (Kane-féle) modell. A szupravezetés alkalmazása: Josephson-átmenet és Cooper-pár doboz. Semleges atomok optikai rácsban. Kritikus jelenségek és összefonódottság. Belső dekoherencia qubit rendszerekben, a szennyezések hatása kvantum számítógépek mőködésére.
12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban		 kiadott példák megoldása vizsga-
időszakban		 szóbeli vizsga
13. Pótlási lehetőségek
Az érvényes TVSz szerint.
14. Konzultációs lehetőségek
folyamatos
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
Michael A. Nielsen and Isaac L. Chuang: Quantum computation and quantum information (Cambrige Unicersity Press, 2000)
Dirk Bouwmeester, Artur K. Ekert and Anton Zeilinger: The Physics of quantum information (Springer, Berlin, 2000)
Imre Sándor and Balázs Ferenc: Quantum computing and communications (Wiley, 2005)
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
42
16.2 Félévközi felkészülés órákra
28
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
0
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
0
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
20
16.9 Összesen
90
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
90
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Dr. Apagyi Barnabás
egyetemi docens
Elméleti Fizika Tanszék
Dr. Lévay Péter Pál
tudományos főmunkatárs
Elméleti Fizika Tanszék
Dr. Varga Imre
tudományos főmunkatárs
Elméleti Fizika Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Szunyogh László