Kurs Q.4
Universelles Quantencomputing

Anwendungen moderner Quantenphysik und die vielen Chancen und Herausforderungen

Zur QuantenAkademie 2025
10.08. - 25.08.2025

In diesem interdisziplinären Kurs werden sich die Teilnehmenden die nötigen Grundlagen der Mathematik und Physik eines einzelnen Quantenbits (Qubits) erarbeiten, um in das Quantencomputing einzusteigen. Der Kurs analysiert das Qubit aus den verschiedenen Perspektiven der Quanteninformationstheorie, dem Programmieren von Quantencomputern und experimenteller Umsetzung am Beispiel der Quantenoptik. Basierend auf den grundlegenden Erkenntnissen werden die Teilnehmenden verschiedene physikalische Realisierungsmöglichkeiten von Verschränkung diskutieren, diese in Präsentationen festhalten, und dann zu Quantenalgorithmen und deren Anwendungen übergehen, die sie mit der Python-Bibliothek Qiskit umsetzen und mit verschiedenen Visualisierungsmethoden unterstützen. Optional wird der Kurs gegen Ende die vielseitigen Facetten der Quantenfehlerkorrektur beleuchten, die essenziell ist für die Einsetzbarkeit universeller Quantencomputer. Als Resultat des Kurses können die Teilnehmenden den aktuellen Stand der Technik, die Herausforderungen und die Zukunftsaussichten des Quantencomputings diskutieren und verstehen die Funktionsweise von Quantenalgorithmen und verschiedener Arten von Quantencomputern. Zur Teilnahme erwartet werden mathematische Grundkenntnisse von elementaren Funktionen, Reihen, Matrizen- und Vektorrechnung und komplexen Zahlen. Die Bearbeitung eines kurzen Vorbereitungsskripts ist deshalb unabdingbar.

Die Kursleitung