Vorlesung: Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung - Details

Allgemeine Informationen

Veranstaltungsname	Vorlesung: Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung
Veranstaltungsnummer	INF-0437
Semester	SS 2025
Aktuelle Anzahl der Teilnehmenden	13
Heimat-Einrichtung	Lehrstuhl für Quantenalgorithmik
Veranstaltungstyp	Vorlesung in der Kategorie Lehre
Nächster Termin	Montag, 28.04.2025 10:00 - 11:45, Ort: (N1054)
Veranstaltung findet in Präsenz statt / hat Präsenz-Bestandteile	Ja
Hauptunterrichtssprache	deutsch
Weitere Unterrichtssprache(n)	englisch
ECTS-Punkte	5

Lehrende

• Prof.Dr. Jakob Siegfried Kottmann

Tutor/-innen

• Davide Bincoletto
• Oliver Hüttenhofer

Räume und Zeiten

(N1054)

Montag: 10:00 - 11:45, wöchentlich (12x)

Studienbereiche

• Fakultät für Angewandte Informatik > Informatik
• Fakultät für Angewandte Informatik
• Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät > Institut für Mathematik > Bachelor Data Science
• Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät > Institut für Mathematik > Bachelor Mathematik und Informatik

Modulzuordnungen

• Informatik B.Sc. Informatik, PO 2018, 14. Version gültig ab SS 2025 > Informatik-Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Medizinische Informatik B.Sc. Medizinische Informatik, 13. Version gültig ab WS 2024/25 > Medizinische Informatik > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik B.Sc. Informatik, PO 2013, 21. Version gültig ab WS 2024/25 > B.Sc. Informatik (PO '13) - Informatik-Vertiefung > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2015), 20. Version gültig ab SS 2025 > Zweiter Studienabschnitt: Vertiefungsbereich (PO 2015) - Wirtschaftsorientierte Vertiefung - Freier Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2015), 19. Version gültig ab WS 2024/25 > Zweiter Studienabschnitt: Vertiefungsbereich (PO 2015) - Wirtschaftsorientierte Vertiefung - Freier Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2018, 14. Version gültig ab SS 2025 > 4. Vertiefungsbereich Technische Informatik, Adaptive Systeme > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2021, 9. Version gültig ab SS 2025 > Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2022), 6. Version gültig ab WS 2024/25 > Modulgruppe N: Freier Wahlbereich - informatikorientiert > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik und Multimedia B.Sc. Informatik und Multimedia, PO 2016, 19. Version gültig ab SS 2025 > B.Sc. Informatik und Multimedia (PO '15) - Informatik und Multimedia-Vertiefung > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2017, 15. Version gültig ab WS 2024/25 > B.Sc. Ingenieurinformatik (PO '17) - 4. Vertiefungsbereich Technische Informatik, Adaptive Systeme > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik B.Sc. Informatik, PO 2013, 22. Version gültig ab SS 2025 > B.Sc. Informatik (PO '13) - Informatik-Vertiefung > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2018, 13. Version gültig ab WS 2024/25 > 4. Vertiefungsbereich Technische Informatik, Adaptive Systeme > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Medizinische Informatik B.Sc. Medizinische Informatik, 14. Version gültig ab SS 2025 > Medizinische Informatik > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Mathematik und Informatik Bachelorstudiengang Mathematik und Informatik, 4. Version gültig ab WS 2024/25 > F. Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Data Science Bachelorstudiengang Data Science, 5. Version gültig ab WS 2024/25 > F. Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2022), 7. Version gültig ab SS 2025 > Modulgruppe N: Freier Wahlbereich - informatikorientiert > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik B.Sc. Informatik, PO 2018, 13. Version gültig ab WS 2024/25 > Informatik-Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2013, 21. Version gültig ab SS 2025 > B.Sc. Ingenieurinformatik (PO '13) - 4. Vertiefungsbereich Technische Informatik, Adaptive Systeme > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik B.Sc. Informatik, PO 2018, 14. Version gültig ab SS 2025 > Informatik-Vertiefung A > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2021, 8. Version gültig ab WS 2024/25 > Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2015), 19. Version gültig ab WS 2024/25 > Zweiter Studienabschnitt: Vertiefungsbereich (PO 2015) - Informatikorientierte Vertiefung - Freier Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Data Science Bachelorstudiengang Data Science, 6. Version gültig ab SS 2025 > F. Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2015), 19. Version gültig ab WS 2024/25 > Zweiter Studienabschnitt: Vertiefungsbereich (PO 2015) - Informatikorientierte Vertiefung - Spezialisierung - Informatik > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik B.Sc. Informatik, PO 2018, 13. Version gültig ab WS 2024/25 > Informatik-Vertiefung A > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Mathematik und Informatik Bachelorstudiengang Mathematik und Informatik, 5. Version gültig ab SS 2025 > F. Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik und Multimedia B.Sc. Informatik und Multimedia, PO 2013, 21. Version gültig ab WS 2024/25 > B.Sc. Informatik und Multimedia (PO '13) - Informatik und Multimedia-Vertiefung > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2015), 20. Version gültig ab SS 2025 > Zweiter Studienabschnitt: Vertiefungsbereich (PO 2015) - Informatikorientierte Vertiefung - Spezialisierung - Informatik > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik und Multimedia B.Sc. Informatik und Multimedia, PO 2016, 18. Version gültig ab WS 2024/25 > B.Sc. Informatik und Multimedia (PO '15) - Informatik und Multimedia-Vertiefung > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Informatik und Multimedia B.Sc. Informatik und Multimedia, PO 2013, 22. Version gültig ab SS 2025 > B.Sc. Informatik und Multimedia (PO '13) - Informatik und Multimedia-Vertiefung > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Wirtschaftsinformatik Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik (PO 2015), 20. Version gültig ab SS 2025 > Zweiter Studienabschnitt: Vertiefungsbereich (PO 2015) - Informatikorientierte Vertiefung - Freier Wahlbereich > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)
• Ingenieurinformatik B.Sc. Ingenieurinformatik, PO 2013, 20. Version gültig ab WS 2024/25 > B.Sc. Ingenieurinformatik (PO '13) - 4. Vertiefungsbereich Technische Informatik, Adaptive Systeme > INF-0437 - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung > Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung (Vorlesung)

Kommentar/Beschreibung

Die Vorlesung behandelt die Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung. Hierbei wird davon ausgegangen, dass keine Quantenmechanik Vorkenntnisse vorhanden sind. Vorkenntnisse in linearer Algebra sind hilfreich, die nötigen Strukturen werden allerdings wiederholt.

Grundlagen der Quantenmechanik (aus Sicht der Quantenalgorithmik)
- Wiederholung wichtiger Strukturen aus der linearen Algebra
- Einführung der BraKet notation
- Endlich-dimensionale Quantensysteme (Qubits)
- Manipulation und Messung von Qubits

Grundlagen der Quantenalgorithmik:
- Quantencomputer
- Quantengatter
- Erste Algorithmen und Beispiele

Grundlagen der Quanteninformation
- Verschränkung und Anwendungsbeispiele
- Quantenkopierverbot
- Teleportation
- Entropie Informationsmaße