PředmětyPředměty(verze: 978)
Předmět, akademický rok 2025/2026
   Přihlásit přes CAS
   
Teorie kvantové informace - NMMB537
Anglický název: Quantum Information Theory
Zajišťuje: Katedra algebry (32-KA)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2025
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: Mgr. Peter Zeman, Ph.D.
Vyučující: Mgr. Peter Zeman, Ph.D.
Třída: M Mgr. MMIB
M Mgr. MMIB > Povinně volitelné
Kategorizace předmětu: Matematika > Algebra
Anotace -
The concept of information, as developed by Shannon, is an abstraction where the physical carrier of the information is not relevant. However, even before the advent of information theory it had become clear that nature follows the laws of quantum mechanics on small scales. Physicists have found that such physical systems behave in a fundamentally different way. To understand the fudamental theory of information, we need to study sources producing quantum states and understand what information means in this context.
Poslední úprava: Žemlička Jan, doc. Mgr. et Mgr., Ph.D. (25.04.2025)
Literatura -

JohnWatrous: The Theory of Quantum Information (https://cs.uwaterloo.ca/~watrous/TQI/TQI.pdf)

Michael A. Nielsen, Isaac L. Chuang: Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition.

Poslední úprava: Žemlička Jan, doc. Mgr. et Mgr., Ph.D. (25.04.2025)
Sylabus -

• Bit and qubit: quantum states, measurements.

• Multiple quantum systems: partial trace, reference systems and purifications, the Schmidt decomposition, entanglement.

• Correlations, entanglement and games: Bell games.

• Classical and quantum processing: classical channels, quantum channels, CPTP maps and characterization of quantum channels, measurements as quantum channels.

• Basic quantum information processing protocols: superdense coding and teleportation, decoupling, recovery and error correction.

• Measuring distances and errors: norms of operators, trace distance, fidelity and purified

distance, error measures for channels.

• Compression: classical compression, quantum compression, asymptotic compression, one-shot information theory and asymptotics.

• Entropy: classical and quantum entropy, typical sets and subspaces.

• Quantum entropy for multiple parties: entropy inequalities, entropic correlation measures, continuity estimates, proof of weak monotonicity.

• Bounds on information processsing: the Holevo bound, bounds for entanglement-assisted communication.

• Further optional topics: more about Bell games, quantum state merging, quantum capacity, quantum key distribution.

Poslední úprava: Žemlička Jan, doc. Mgr. et Mgr., Ph.D. (25.04.2025)
Vstupní požadavky -

Linear algebra and basics of probability theory are suficient. Knowledge of Quantum Information - NMMB534 will be helpful, but not necessary. No knowledge of physics is required.

Poslední úprava: Žemlička Jan, doc. Mgr. et Mgr., Ph.D. (25.04.2025)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK