Quantenkommunikation
Quantum Communication

Modul EI7615

Dieses Modul wird durch Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

EI7615 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das in jedem Semester angeboten wird.

Die Gültigkeit des Moduls ist von WS 2013/4 bis WS 2014/5.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

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.

Lernergebnisse

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.

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lern- und Lehrmethoden

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.

Medienformen

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

Literatur

keine Angabe

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

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

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.