440-2322/02 – Úvod do kvantové komunikace a zpracování informace (ÚKKZI)

Garantující katedra	Katedra telekomunikační techniky	Kredity	4
Garant předmětu	doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D.	Garant verze předmětu	prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální	Povinnost	povinně volitelný typu A
Ročník	2	Semestr	letní
		Jazyk výuky	angličtina
Rok zavedení	2019/2020	Rok zrušení	2021/2022
Určeno pro fakulty	FEI	Určeno pro typy studia	bakalářské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
VAN434	Ing. Aleš Vanderka
VAS40	prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Rozumět základům kvantových jevů pro funkci optických prvků a následné aplikace v kvantových komunikačních systémech. Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit jednoduché úlohy z oblasti kvantových komunikací a zpracování informace.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními fyzikálními principy a experimentálními realizacemi moderních kvantových komunikačních technologií, základy kvantové fyziky a optiky, usnadnit pochopení rozdílů mezi kolektivním a individuálním chováním fotonů a elektronů a jejich důsledky pro komunikace a zpracování informace.

Povinná literatura:

S. Betti, G. Demarchis, E. Innone, Coherent Optical Communications Systéme, J. Wiley&Sons, 1995. G.P.Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, J. Wiley&Sons, 2002. H.-A. Bachor, T. C. Ralph, A Guide to Experiments in QuantumOptics, J. Wiley&Sons, 2004. E.Desurvire,Classical and Quantum Information Theory: An Introduction for the Telecom Scientist, Cambridge University Press, 2009. N.J.Cerf;G. Leuchs;E.S.Polzik, Quantum Information with Continuous Variables of Atoms and Light, Imperial CollegePress, 2007.

Doporučená literatura:

N.J.Cerf;G. Leuchs;E.S.Polzik, Quantum Information with Continuous Variables of Atoms and Light, Imperial CollegePress, 2007. Akama, S.: Elements of Quantum Computing (History, theories and engineeringapplications). SpringerVerlag, 2015, ISBN 978-3-319-08283-7 Duarte,F.J.: Quantum Optics for Engineers. CRC Press, 2014, ISBN 978-1-4398-8853-7

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Absolvování jednoho testu v průběhu semestru.

E-learning

Další požadavky na studenta

Podmínkou udělení zápočtu je odevzdání všech protokolů v laboratorním cvičení a úspěšné zvládnutí test ve cvičení. Získání 20 bodů ve cvičení, písemná zkouška minimum 25 bodů

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1+2 Základní pojmy kvantového popisu – částicové vlastnosti vln, vlnové vlastnosti částic, Schrodingerova rovnice, vlnová funkce 3 Aplikace kvantové mechaniky, fotony a elektrony 4-5 Statistický popis souborů elektronů a fotonů, fázové prostory, pravděpodobnost rozdělení, Maxwell-Boltzmannovo rozdělení, kvantová statistika 6-7 Bose-Einsteinovo rozdělení, záření absolutně černého tělesa, Planckův vyzařovací zákon, 8-9 Fermi-Diracovo rozdělení, přechody mezi stavy, lasery a masery, popis laserového záření 10-11 Principy neurčitosti, kvantové systémy a jejich základní vlastnosti 12 Základy kvantových počítačů, kvantový Turingův stroj 13 Kvantový bit (Qubit) – bit vers. qubit, polarizace fotonů

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr, platnost do: 2021/2022 letní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	45	20
Zkouška	Zkouška	55	20	3

Rozsah povinné účasti: Dle doporučení garanta předmětu

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Účast na přednáškách je nepovinná, podmínky absolvování předmětu jsou stejné jako pro denní studium, účast ve cvičeních je minimálně 80%.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Spec.	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Z	L	Typ povinnosti
2020/2021	(B0714A060011) Telekomunikační technika			KB	P	angličtina	Ostrava	2			povinně volitelný typu A	stu. plán
2019/2020	(B0714A060011) Telekomunikační technika			KB	P	angličtina	Ostrava	2			povinně volitelný typu A	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.