Voraussichtlich im Sommersemester 2011 kann die Vorlesung wieder angeboten werden.
Wahlpflichtfach
Diese Lehrveranstaltung gehört zu den Wahlpflichtfächern im Master-Studiengang. Sie steht Studierenden anderer Studiengänge in höheren Semestern aber ebenfalls offen.
Übersicht
Die Vorlesung soll eine Einführung in die Themenkreise Quantenrechner und Quantenkryptographie geben.
Spezielle Vorkenntnisse sind nicht erforderlich, abgesehen von Kenntnissen der (elementaren) linearen Algebra (Vektorräume). Weitergehender Stoff wird in der Vorlesung entwickelt. Die Darstellung konzentriert sich auf die logischen Grundlagen mit Schwerpunkt auf der Informatik-Sicht. Ein Ziel der Vorlesung ist es, den Stoff so weit zu entwickeln, dass der Shor-Algorithmus dargestellt werden kann. Dieser Algorithmus gilt als wichtigste Entdeckung im Bereich der neuen Quanteninformationstheorie und erlaubt die effiziente Faktorisierung großer zusammengesetzter natürlicher Zahlen. Falls es einmal möglich sein sollte, Rechner zu bauen, die diesen Algorithmus effizient ausführen können (,,Quantenrechner``), dann wären damit aktuelle Verfahren der Kryptographie wie z.B. RSA gebrochen. Insbesondere soll in der Vorlesung auch gezeigt werden, wie man im einfachsten Fall das Verhalten von Quantenrechnern auf einem PC simulieren kann (was dem Thema bis zu einem gewissen Grad die Unanschaulichkeit nimmt).
Ein vielzitierter Satz besagt: ,,Was die Quantenphysik mit der einen Hand nimmt, gibt sie mit der anderen wieder zurück.`` Die Verfahren der Quantenkryptographie (eigentlich richtiger: Quantenschlüsselverteilung, quantum key distribution) erlauben eine sichere Verschlüsselung, wenigstens im Prinzip. Während eine Realisierung von Quantenrechnern einer sinnvoll anwendbaren Größe noch in weiter Ferne liegt, sind die Verfahren der Quantenkryptographie bereits realisiert und als kommerzielle Produkte erhältlich.
Klausuren
Klausuren zum Wahlpflichtfach Informatik von Quantenrechnern und Quantenkryptographie:
EPR applet
Studienarbeit und ein Applet zur Animation von David Mermin's Gedankenexperiment von Heinrich Östreich, angefertigt im Institut für Angewandte Informatik (IAI), FH Braunschweig/Wolfenbüttel