Érdekel a jövő technológiája és a kvantuminformatika rejtelmei? Ebben a kurzusban betekintést nyersz a kvantumvilágba, ahol a hagyományos számítástechnika határait feszegetik. Ismerkedj meg a kvantum számítások, kriptográfia és programozás alapjaival. Fedezd fel a kvantum számítástechnika fejlődési útvonalait és a jelenlegi vezető szereplőket. Legyél része ennek az izgalmas kurzusnak, hogy megértsd és elsajátítsd a kvantuminformatika alapjait és lehetőségeit!

A kvantuminformatika napjainkban egyre nagyobb teret hódít. Cél a kvantuminformatika, és a benne rejlő lehetőségek megismertetése a hallgatókkal. Betekintés a kvantum számításokat lehetővé tevő architektúrákba, a kvantum elmélet alapjaiba, a kvantum kriptográfiába, a jelenlegi kvantum programozási környezetekbe.

Bevezetés a kvantuminformatikába. Kvantum mechanika elméleti alapjai, kvantum kriptográfia alapjai, poszt-kvantumkriptográfia. Legfontosabb kvantum számítástechnikai hardverek, architektúrák, kvantum programozási környezetek, programok.

1. Bevezetés a kvantum számítástechnikába: Története, előzmények, Felhasználási területek, előnyök, hátrányok
2. Technológiák, architektúrák, megoldások bemutatása, összehasonlítása. Technológia jövőképe, potenciál. Nemzetközi kitekintés, magyarországi és nemzetközi projektek, Kvantum kihívások, versenyek, Kvantumpárhuzamosság, Kvantumregiszter vs. klasszikus regiszter
3. Fizikai és matematikai alapok I., Hullámfüggvény, Qubit reprezentációk és megvalósítások
4. Fizikai és matematikai alapok II., Részecske-hullám kettősség, Szuperpozíció, Határozatlanság, Alagúteffektus, Összefonódás Kvantumteleportáció, Szupersűrű kódolás, Nem-klónozhatósági tétel 5 Kvantum számítástechnika Kvantumszámítási modellek, Kapu (Gate) kvantumszámítási modell, Kvantum hűtés (annealing) modell
5. Fontosabb szereplők: kvantum szimulációs környezetek, kvantum programozási környezetek és nyelvek. Felhő alapú kvantum erőforrások és szimulátorok (live demo). Programozási alapok (egyszerű feladatok futtatása / megvalósítása).
6. Kvantum programozás alapkoncepciói, Qbit leírása, műveletek definiálása, egyszerűbb programstruktúrák megismerése példákon keresztül (szimulátorokon)
7. Kvantum programozás: elterjedt kvantum programozási nyelvek használata és összehasonlítása /Leap™ quantum felhő szolgáltatáson, MS Azure felhő szolgáltatáson (Q# / Qiskit / Google Quantum Cirq)/
8. Kriptográfia, alapok, alapfogalmak: Algoritmus-komplexitás, Kriptológia, Kriptográfiai protokollok, titkosítások, egykulcsos, többkulcsos
9. Kvantumkriptográfia, A kvantumkriptográfia alapfogalmai, Kvantuminformatika és titkosítás, Qubit, Feltörhetetlenség, Kvantumállapot ábrázolása Bloch gömbbel
10. A kvantuminformatika és a kvantumkriptográfia algoritmusai, Poszt kvantumkriptográfia, A kvatumkriptográfia határai, Polarizációváltás A QKD szerepe a kvantumkriptográfiában, NIST PQC szabványosítás, Az OQS projekt, Kriptográfiai típusok PQC-ben, Kvantumhálózati verem

A hallgató az aláírást csak abban az esetben kaphatja meg, ha a félév során az előadásokhoz kapcsolódó önálló tudásfelmérő teszteket sikerrel (legalább elégséges szinten) megoldotta, és ha a félév során a féléves feladatot megfelelő minőségben elkészítette, és ha a félévközi, valamint félév végi szintfelmérő/számonkérő dolgozata legalább elégséges.