Quantum Communication

Module EI7615

This Module is offered by TUM Department of Electrical and Computer Engineering.

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Basic Information

EI7615 is a semester module in German language at Master’s level which is offered every semester.

This module description is valid from WS 2013/4 to WS 2014/5.

Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Die Vorlesung und Übung gibt eine Einführung in das Gebiet der Quantenkommunikation. Im Mittelpunkt steht vor allem eine rigorose Betrachtung verschiedener Kommunikationszenarien für Mehrparteien-Quantensysteme. Als theoretischer Rahmen dient eine Quanten-Informationstheorie im Sinne von Shannon. Dazu gehört die Betrachtung unterschiedlicher Kanalmodelle im Hinblick auf Codedefinitionen sowie die Charakterisierung der zugehörigen Kapazitäten. Für eine zukünftige technologische Nutzung relevante Beispielsysteme, wie das des Quanten-Repeaters, sollen auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse diskutiert werden. Im zugeordneten Seminar geht es hauptsächlich um Anwendungen der Darstellungstheorie zur Herleitung grundlegender Aussagen und Probleme der Quanteninformationstheorie, wie z.B. dem Kodierungssatz für den diskreten gedächtnislosen Kanal, dem Schätzen unbekannter Zustände, der Kompression von Quatensystemen, oder Horn's Problem. In diesem Seminar sollen die Voraussetzungen für ein Verständnis dieser Anwendungen (Schur-Weyl Dualität, Clebsch-Gordan Koeffizienten für endliche und kompakte Gruppen) geschaffen sowie ausgewählte Probleme nach Absprache und Interessenlage genauer betrachtet werden.

Learning Outcome

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul haben die Studierenden ein Verständnis für die mathematischen Methoden und aktuellen Forschungsergebnissen auf dem Gebiet der Quantenkommunikation erhalten. Darüber hinaus sind die Studierenden am Ende in der Lage einen aktuellen wissenschaftlichen Beitrag aus dem Themengebiet zu verstehen, zu analysieren, darüber einen wissenschaftlichen Vortrag anzufertigen und diesen zu präsentieren.

Preconditions

Voraussetzungen: - grundlegende Kenntnisse der klassischen Informationstheorie - Grundlegende Kenntnisse in Quantentheorie - Mathematisches Interesse Es wird empfohlen folgende Fächer zuvor abgelegt zu haben: - Information Theorie - Mathematik 1-4

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Learning and Teaching Methods

Entwicklung und Präsentation der Vorlesungsinhalte an der Tafel. Vertiefung des Vorlesungsstoffes durch die Lösung von Aufgaben und Rechenbeispiele in der Übung. Im Seminar bearbeitet jeder Studierende ein individuelles Thema, vorrangig in selbstständiger Einzelarbeit.

Media

Die Inhalte werden präsentiert mittels: - Präsentation an der Tafel und mit Beamer Computergestützte Präsentation des Seminarvortrags

Literature

no info

Module Exam

Description of exams and course work

Wissensbasierte Lernergebnisse mit den Inhalten aus der Vorlesung und Übung werden im Rahmen einer 60 minütigen schriftlichen Klausur oder einer mündlichen Prüfung überprüft (Prüfungsart ist abhängig von Teilnehmerzahl). Die Fähigkeit zur Einarbeitung in ein aktuelles Forschungsthema wird anhand eines Seminarvortrages und einer zugehörigen schriftlichen Ausarbeitung bewerted. Die Endnote setzt sich aus folgenden Prüfungselementen zusammen: - 75% Abschlußprüfung - 25% Seminarvortrag und -ausarbeitung

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.