Dieser 100% Online-Universitätskurs ermöglicht es Ihnen, sich im Bereich der Quanteninformation und des Quantencomputing, einem zukunftsträchtigen Zweig der Physik, weiterzuentwickeln”

In den 1980er Jahren wurden verschiedene Theorien entwickelt, die auf die Möglichkeit hinwiesen, Quantenrechnungen durchzuführen. In diesen Jahren legten die Fortschritte von Paul Benioff, Richard Feynman, David Deutsch, Dan Simon, Charles Benett und Lov Grover den Grundstein für die Entwicklung von Quantencomputern in den 1990er Jahren und zu Beginn des 21. Jahrhunderts. Heute eröffnen diese Fortschritte ein breites Spektrum an Möglichkeiten für Fachkräfte, die ihre Karriere in diesem Bereich weiterentwickeln möchten.

Aufgrund der Vorteile und Anwendungen in Disziplinen wie Ingenieurwesen, Medizin oder Pharmakologie sind hochqualifizierte Profile im Bereich Information und Quanteninformatik bei Unternehmen, die sich diesem Zweig der Physik widmen, sehr gefragt. Vor diesem Hintergrund des Fortschritts und der Nachfrage nach Wissen hat TECH diesen Universitätskurs ins Leben gerufen, der eine intensive Weiterbildung in diesem Bereich bietet.

Es handelt sich um ein 100%iges Online-Programm, in dem die Studenten in nur 6 Wochen die mathematischen Grundlagen erlernen, die für das Verständnis der Quantenprinzipien unerlässlich sind, sowie die Konzepte der Messung, der zeitlichen Entwicklung, der Verschränkung und ihrer Anwendungen. Darüber hinaus werden sich die Studenten in dieser Zeit mit klassischer und Quanteninformation beschäftigen, bis sie die Fortschritte im Quantencomputing erreicht haben.

Diese akademische Einrichtung bietet somit ein hochkarätiges Studienformat, auf das die Studenten jederzeit bequem von jedem elektronischen Gerät (Computer, Mobiltelefon oder Tablet) mit Internetanschluss zugreifen können. Eine Freiheit, die es ihnen ermöglicht, ein Studium zu absolvieren, das auf dem neuesten Stand der Technik und mit den anspruchsvollsten Aufgaben vereinbar ist.

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Dieser Universitätskurs in Quanteninformation und Quantencomputing enthält das vollständigste und aktuellste Programm auf dem Markt. Die hervorstechendsten Merkmale sind:

• Die Entwicklung von Fallstudien, die von Experten für Physik vorgestellt werden
• Der anschauliche, schematische und äußerst praxisnahe Inhalt vermittelt alle für die berufliche Praxis unverzichtbaren wissenschaftlichen und praktischen Informationen
• Die praktischen Übungen, bei denen der Selbstbewertungsprozess zur Verbesserung des Lernens durchgeführt werden kann
• Sein besonderer Schwerpunkt liegt auf innovativen Methoden
• Theoretische Vorträge, Fragen an den Experten, Diskussionsforen zu kontroversen Themen und individuelle Reflexionsarbeit
• Die Verfügbarkeit des Zugriffs auf die Inhalte von jedem festen oder tragbaren Gerät mit Internetanschluss

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Zu den Dozenten des Programms gehören Fachleute aus der Branche, die ihre Erfahrungen aus ihrer Arbeit in diese Weiterbildung einbringen, sowie anerkannte Spezialisten aus führenden Unternehmen und renommierten Universitäten.

Die multimedialen Inhalte, die mit der neuesten Bildungstechnologie entwickelt wurden, werden der Fachkraft ein situiertes und kontextbezogenes Lernen ermöglichen, d. h. eine simulierte Umgebung, die eine immersive Fortbildung bietet, die auf die Ausführung von realen Situationen ausgerichtet ist.

Das Konzept dieses Programms konzentriert sich auf problemorientiertes Lernen, bei dem die Fachkraft versuchen wird, die verschiedenen Situationen der beruflichen Praxis zu lösen, die während der Fortbildung auftreten. Zu diesem Zweck wird sie von einem innovativen interaktiven Videosystem unterstützt, das von renommierten Experten entwickelt wurde.

Keine Anwesenheit im Klassenzimmer, kein Unterricht nach Stundenplan. So können Sie sich das Wissen über klassische und Quanteninformation aneignen, das Sie suchen”

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Der Lehrplan dieses Universitätskurses wurde mit dem Hauptziel entwickelt, den Studenten die fortgeschrittensten Kenntnisse im Bereich der Quanteninformation und des Quantencomputings zu vermitteln. In den 150 Unterrichtsstunden des Studiengangs werden die wichtigsten mathematischen und quantenmechanischen Konzepte sowie alle Theoreme und Theorien vorgestellt, die zunächst zur klassischen Information und dann zur Quanteninformation geführt haben. Dank der didaktischen Mittel, die in diesem Programm zum Einsatz kommen, werden sich die Studenten das Thema viel dynamischer aneignen.

Es stehen multimediale Werkzeuge zur Verfügung, mit denen die Erzeugung, die Ausbreitung und der Nachweis von einzelnen Photonen auf bereichernde Weise erlernt werden können”

Modul 1. Quanteninformation und Quantencomputing

1.1. Einführung: Mathematik und Quanten

1.1.1. Komplexe Vektorräume
1.1.2. Lineare Operatoren
1.1.3. Skalarprodukt und Hilberträume
1.1.4. Diagonalisierung
1.1.5. Tensorprodukt
1.1.6. Operator-Funktionen
1.1.7. Wichtige Theoreme über Operatoren
1.1.8. Postulate der überarbeiteten Quantenmechanik

1.2. Statistische Zustände und Stichproben

1.2.1. Das Qubit
1.2.2. Die Dichtematrix
1.2.3. Zweiteilige Systeme
1.2.4. Die Schmidt-Zerlegung
1.2.5. Statistische Interpretation von Mischzuständen

1.3. Messungen und zeitliche Entwicklung

1.3.1. Von-Neumann-Maße
1.3.2. Verallgemeinerte Maße
1.3.3. Neumark-Theorem
1.3.4. Quantenkanäle

1.4. Verschränkung und ihre Anwendungen

1.4.1. EPR-Zustände
1.4.2. Dichte Kodierung
1.4.3. Teleportation von Zuständen
1.4.4. Dichtematrix und ihre Darstellungen 

1.5. Klassische und Quanteninformation

1.5.1. Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung
1.5.2. Information
1.5.3. Shannon-Entropie und gegenseitige Information
1.5.4. Kommunikation

1.5.4.1. Der symmetrische binäre Kanal
1.5.4.2. Kapazität eines Kanals

1.5.5. Shannon--Theorem
1.5.6. Unterschied zwischen klassischer und Quanteninformation
1.5.7. Von-Neumann-Entropie
1.5.8. Schumacher-Theorem
1.5.9. Holevo-Information
1.5.10. Zugängliche Informationen und Holevo-Schranke

1.6. Quantencomputing

1.6.1. Turing-Maschinen
1.6.2. Schaltkreise und Komplexitätsklassifizierung
1.6.3. Der Quantencomputer
1.6.4. Quantenlogische Gatter
1.6.5. Deutsch-Josza- und Simon-Algorithmen
1.6.6. Unstrukturierte Suche: Grover's Algorithmus
1.6.7. RSA-Verschlüsselungsmethode
1.6.8. Faktorisierung: Shor's Algorithmus

1.7. Semiklassische Theorie der Licht-Materie-Wechselwirkung

1.7.1. Das 2-Niveau-Atom
1.7.2. AC Stark Spaltung
1.7.3. Rabi-Oszillationen
1.7.4. Die dipolare Kraft des Lichts

1.8. Quantentheorie der Licht-Materie-Wechselwirkung

1.8.1. Quantenelektromagnetische Feldzustände
1.8.2. Das Jaynes-Cummings-Modell
1.8.3. Das Dekohärenzproblem
1.8.4. Weisskopf-Wigner-Behandlung der spontanen Emission

1.9. Quantenkommunikation

1.9.1. Quantenkryptographie: Protokolle BB84 und Ekert91
1.9.2. Bellsche Ungleichungen
1.9.3. Erzeugung von Einzelphotonen
1.9.4. Ausbreitung eines einzelnen Photons
1.9.5. Einzelphotonen-Detektion

1.10. Quantencomputer und Simulation

1.10.1. Neutrale Atome in Dipol-Fallen
1.10.2. Quantenelektrodynamik in Hohlräumen
1.10.3. Paul-Ionenkäfig
1.10.4. Supraleitende Qubits

Mit diesem Universitätskurs können Sie die klassischen und Quantentheorien der Licht-Materie-Wechselwirkung bequem von Ihrem Computer mit Internetanschluss aus studieren”