• Prof. Dr. Dominikus Herzberg

• Prof. Dr. Dominikus Herzberg

• Informatik (B.Sc. 2010)
  • Diskrete Mathematik (MN1007)
  • Lineare Algebra (MN1009)
• Ingenieur-Informatik (B.Sc. 2010)
  • Diskrete Mathematik (MN1007)
  • Lineare Algebra (MN1009)

Der Kurs befasst sich mit der Programmierung von Simulationen für quantenphysikalische Grundlagen der Quanteninformatik bis hin zu einem Simulator für einen Quantencomputer. Die Simulationsprogramme sind in ihren Möglichkeiten auszubauen, medial zu erweitern und didaktisch aufzuarbeiten.

• Einführung in physikalische Grundlagen der Quanteninformatik
• Mathematische Zugänge: Komplexe Zahlen, Vektor- und Matrizenrechnung, Differentialgleichungen
• Übersetzung von mathematischen Formalismen (z.B. Schrödingers Wellengleichung) zur Anwendung in Simulationen
• Programmierung von Simulationen z.B. auf Basis der Wellengleichung, des Quantum Random Walk, des Schaltkreismodells
• Mediale Aufbereitung (z.B. Visualisierung) und Parametrisierung von Simulationen
• Die Simulation als Experimentalumgebung (Bsp.: Doppelspaltexperiment)
• Kritische Überprüfung von Simulationsergebnissen
• Interpretation der Simulationen und Reflektion über das vermittelte Weltbild
• Die Simulation als medien-didaktisches Mittel

Fachkompetenzen

• Die Studierenden können die physikalischen Grundlagen der Quanteninformatik wiedergeben und präsentieren;
• sie können den Zusammenhang zwischen mathematischen Modellbeschreibungen und dem Programmcode für eine Simulation herstellen und erklären;
• sie können die Techniken zur Entwicklung von Simulationen unterscheiden und anwenden

Methodenkompetenzen (fachlich & überfachlich)

• Die Studierenden können Simulationen anwenden, verändern, (weiter)entwickeln, damit experimentieren, sie interpretieren und daraus Schlüsse ziehen und zur Vermittlung quanteninformatischer Inhalte aufbereiten;
• sie können in einem vorgegebenen Zeitrahmen Ergebnisse erarbeiten und diese präsentieren

Sozialkompetenzen

• Die Studierenden unterstützen sich gegenseitig in der Auseinandersetzung und der Entwicklung von Simulationen und begutachten Projekte ihrer Mitstudierenden mit konstruktiver Kritik

Selbstkompetenzen

• Die Studierenden können sich selbstständig neues Wissen aneignen und entwickeln die Fähigkeit, Erlerntes auf neue Simulationsaufgaben anwenden zu können

• 6 CrP
• Arbeitsaufwand 180 Std.
• Präsenzzeit 60 Std.
• Selbststudium 120 Std.

• 4 SWS
• Seminaristischer Unterricht 4SWS

• Informatik (B.Sc. 2010)
• Ingenieur-Informatik (B.Sc. 2010)

Nein

Bonuspunkte werden gemäß § 9 (4) der Allgemeinen Bestimmungen vergeben. Art und Weise der Zusatzleistungen wird den Studierenden zu Veranstaltungsbeginn rechtzeitig und in geeigneter Art und Weise mitgeteilt.

Prüfungsvorleistung: Regelmäßige Teilnahme (80%)

Prüfungsleistung: Projekt/Projektarbeit

• Barad, K.: Meeting the Universe Halfway – Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning. Duke University Press
• Brands, G.: Einführung in die Quanteninformatik – Quantenkryptografie, Teleportation und Quantencomputing. Springer
• Scherer, Ph. O.J.: Computational Physics – Simulation of Classical and Quantum Systems. Springer
• Susskind, L.; Friedman, A.: Quantenmechanik: Das Theoretische Minimum – Alles, was Sie brauchen, um Physik zu treiben. Springer