Anwendungen von Quantencomputing
Applications of Quantum Computing
Modul NAT7022
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
NAT7022 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das in jedem Semester angeboten wird.
Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.
- Fokussierungsrichtung Experimentelle Quantenwissenschaften & -technologien im M.Sc. Quantum Science & Technology
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
---|---|---|
150 h | 60 h | 5 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul NAT7022 ist Jeanette Lorenz.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
Lernergebnisse
After successful completion of the module the students are able to:
- Understand the basics of current NISQ algorithms such as the Variational Quantum Eigensolver and the Quantum Approximate Optimization Algorithm and differentiate these from algorithms requiring fault-tolerant quantum computers like Grover’s algorithm.
- Understand the different directions of quantum machine learning and how certain problems could profit from higher-dimensional kernel methods.
- Discuss in which application areas the use of a quantum computer may be sensible or not.
- Implement algorithms for a few example problems that may benefit from quantum computers, taken e.g. from high energy physics or medical imaging.
- Obtain a first knowledge about current quantum hardware limitations and error mitigation techniques with respect to practical applications.
Voraussetzungen
Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
---|---|---|---|---|---|
VO | 3.0 | Applications of quantum computing | Lorenz, J. | siehe LSF der LMU München |
Aktuelles |
UE | 1.0 | Übungen zu Applications of quantum computing | Lorenz, J. | siehe LSF der LMU München |
Aktuelles |
Lern- und Lehrmethoden
Medienformen
Literatur
• Quantum Computation & Quantum Information by M. A. Nielsen, I. J. Chuang
• Quantum machine learning: An applied approach by S. Ganguly
• Machine Learning with Quantum Computers by M. Schuld, P. Petruccione
• Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) algorithms by K. Bharti et al.
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
The graded examination consists of a written exam of 60 min.
The exam will test if the student is able to identify NISQ algorithms suited for a provided application problem and has gained competencies on how to construct NISQ algorithms including fitting quantum circuits.
Additionally, general knowledge about further NISQ algorithms and current error mitigation techniques will be checked.
Participation in the exercise classes is strongly recommended since the exercises prepare for the problems of the exam and rehearse the specific competencies.
Wiederholbarkeit
Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.