Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Kvantuminformatika laboratórium

    A tantárgy angol neve: Quantum Informatics Laboratory 

    Adatlap utolsó módosítása: 2023. január 2.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök-informatikus szak

    MSc képzés

    specializáció

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHIMB10   0/0/3/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Gerhátné Udvary Eszter,
    4. A tantárgy előadója Dr. Bacsárdi László, docens, HIT

    Gerhátné Dr. Udvary Eszter, docens, HIT

    Dr. Imre Sándor, egyetemi tanár, HIT

    Dr. Schranz Ágoston, adjunktus, HIT 
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít kvantuminformatika, kvantumkommunikáció
    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    Kvantumhálózatok

    Kvantumszámítógépek és alkalmazásaik
    7. A tantárgy célkitűzése A laboratórium elsődleges célja a Kvantuminformatika mellékspecializáció két tantárgyában átadott ismeretek szemléltetése és elmélyítése a hallgatók személyes tapasztalatszerzése útján. A laboratórium keretében egyfelől lehetőség nyílik a korszerű kvantumprogramozási paradigmák kipróbálására, másfelől a BME saját fejlesztésű kvantumhálózatos rendszereinek, tesztelésére.  Tekintettel arra, hogy az EU 2023-ban megkezdi a páneurópai kvantumhálózat kiépítését és a Műegyetem meghatározó hazai szereplője ennek a folyamatnak, lehetőséget kívánunk biztosítani a kiépülő hálózat megismerésére, gyakorlati tapasztalatok szerzésére.
    8. A tantárgy részletes tematikája Heti három órás labor

        Bevezetés. Laborhasználati házirend áttekintése, a félév során használt mérési eszközök áttekintése.

        Műveletek a Bloch-gömbön

        Optikai kvantumkommunikáció alapjai: optikai szál, fényvezetés. A fényvezető szál tulajdonságainak mérése. 

        Kvantuminformatikai alapjelenségek: interferometer és statisztika

        Kvantumkommunikáció alapjai: vezetett optikai csatorna tulajdonságai

        Fotonszámláló alkalmazási kérdései, egyfoton-detektorok: fotoelektron-sokszorozók, egyfoton-lavinadiódák. Fotoelektron-sokszorozó paramétereinek mérése, működtetésének bemutatása. Külső zaj hatásának áttekintése. 

        Kvantum alapú véletlenszámok előállítása

        Kvantumszámítógépek programozása áramköri terv alapján

        Kvantumszámítógépek programozása utasításkészlettel

        Kvantumszámítógépes fejlesztőkörnyezetek: Q#

        Összefonódás mint erőforrás

        Szabadtéri kvantumkulcsszétosztás (időbélyeg, referenciajel)

        Etikus hackelés a QKD világában

        Laborgyakorlat pótlása
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Laboratórium: a félév során a laborgyakorlatok elvégzésén keresztül kvantuminformatikai és kvantumkommunikációs ismertek elsajátítása történik
    10. Követelmények Szorgalmi időszakban
        
    A félév során a szorgalmi időszakban 12 labormérés elvégzésére kerül sor. Az egyes laboralkalmakhoz mérési útmutatók állnak rendelkezésre, amelyeket a mérés előtt át kell tekinteni. A mérés kezdetén a mérésvezető beugrót írathat a mérési útmutatóból. Sikertelen beugró esetén a mérés nem végezhető el. A labor során jegyzőkönyvet kell készíteni.

    A 12 labormérésből legalább 70%-ot (azaz 8 darabot) kell sikeresen teljesíteni.

    A tárgy érdemjegye a 8 legjobban sikerült mérésre adott érdemjegyek átlaga.

    11. Pótlási lehetőségek Az utolsó oktatási héten egy labor pótlására biztosítunk lehetőséget.
    12. Konzultációs lehetőségek A laboratórium előtt és után, előre egyeztetett időpontban.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom S. Imre, L. Gyöngyösi: Advanced Quantum Communications - An Engineering Approach, Publisher: Wiley-IEEE Press (New Jersey, USA), John Wiley & Sons, Inc., 2012 (néhány példányban kölcsönözhető)

    További magyar és angol nyelvű segédanyagok elektronikus formában érhetők el.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra78
    Felkészülés zárthelyire0
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés0
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Gerhátné Dr. Udvary Eszter, docens, BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék