Kvantdatorer
Quantum Computation

FAFN41, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2025/26
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2025-04-10
Ikraftträdande: 2025-05-05

Allmänna uppgifter

Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: F4, F4-f, F4-nf, F4-kv, F4-mtm, MFOT1, MNAV1, N4-nf, Pi4-mtm
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska

Syfte

Syftet med kursen är att ge en grundläggande förståelse av centrala koncept inom fälten kvantinformation och kvantdatorer. I kursen används kvantmekaniken för att beskriva information och beräkningar. Speciella kvantalgoritmer studeras och experimentella plattformar för att implementera kvantberäkningar diskuteras.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna förklara principerna för enkla och kopplade kvantbitar
• kunna tillämpa grundläggande kunskaper om kvantgrindar och elementära kvantkretsar
• kunna redogöra för grundprinciperna i centrala kvantalgoritmer
• ha kännedom om olika fysikaliska system för implementation av kvantbitar
• kunna redogöra för grundläggande kunskaper om fel och felkorrigering.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna analysera olika egenskaper hos enklare kvantalgoritmer
• kunna genomföra beräkningar relaterade till enklare kvantinformationsprocesser
• kunna analysera experimentell manipulation av enskilda kvantbitar
• kunna ensam eller i par genomföra ett projektarbete som behandlar en konkret problemställning inom fältet.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• kunna visa insikt om hur utvecklingen av kvantinformationsområdet kan påverka informationsteknologin i framtiden.

Kursinnehåll

Undervisningen består av föreläsningar, projekt och laboration. Deltagande i kursmoment som är relaterade till projekt och laboration är obligatoriskt.

Kursen behandlar:

• Översiktlig bakgrund för kvantmekanik och datorvetenskap.
• Superpositionstillstånd och sammanflätade tillstånd.
• Enkla och kopplade kvantbitar.
• Kvantkretsar och universella kvantgrindar.
• Kvantfouriertransformen, Shors algoritm för primtalsfaktorisering och Grovers sökalgoritm.
• Fysiska implementationer av kvantbitar och kvantkretsar.
• Brus, bit- och fas-fel samt felkorrigering.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning:

För godkänt betyg på hela kursen krävs godkänd skriftlig och muntlig projektredovisning, godkända inlämningsuppgifter samt godkänd laboration. Betyg, 3, 4 eller 5, baseras på en kombination av den skriftliga och muntliga projektredovisningen.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0124. Benämning: Kvantdatorer.
Antal högskolepoäng: 7.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5).

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Linjär algebra, grundläggande kvantmekanik.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: FAFN40

Kurslitteratur

• Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang: Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, 2000.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Andreas Walther, andreas.walther@fysik.lth.se
Examinator: Andreas Walther, andreas.walther@fysik.lth.se
Hemsida: https://canvas.education.lu.se/