Topic outline

  • ВСТУП

    Метою курсу є надання студентам-магістрантам всебічного розуміння квантових матеріалів та технологій, що сприятиме їхній здатності орієнтуватися в складнощах 2-ї квантової революції. За допомогою лекцій, дискусій та практичних вправ студенти вивчатимуть фундаментальні принципи квантової механіки, досліджуватимуть унікальні властивості квантових матеріалів та заглиблюватимуться в нові сфери застосування квантових технологій. Наприкінці курсу студенти матимуть знання та навички, необхідні для участі в передових дослідженнях та інноваціях у сфері квантової науки та технологій, що швидко розвиваються.

    Предмет курсу охоплює широкий спектр тем, пов'язаних з квантовою наукою та технологіями. Студенти вивчатимуть фундаментальні концепції квантової механіки, включаючи такі квантові явища, як надпровідність, топологічні ізолятори та квантовий магнетизм. Вони також вивчатимуть практичне застосування квантових матеріалів у таких галузях, як квантові комп'ютери та квантові обчислення, сенсори та метрологія, комунікація та енергетика. Центральною темою курсу є вивчення квантового транспорту в надпровідниках та приладів на його основі - від надпровідного квантового інтерферометра (SQUID) до надпровідних квантових комп'ютерів. Крім того, студенти вивчатимуть поточні квантові проекти та ініціативи як в Європі, так і в усьому світі, а також нові тенденції та майбутні напрямки в цій галузі. Загалом, курс забезпечує міждисциплінарний підхід до розуміння та використання потенціалу квантових матеріалів і технологій для наукового прогресу та технологічних інновацій. 

    Наразі курс розглядається як факультативний та розрахований як на студентів так і співробітників Центру квантових матеріалів та квантових технологій КАУ.

    Силабус курсу

  • Тема 4. Огляд та приклади квантових технологій (3 лекції)

    • Квантові комп'ютери: від надпровідного квантового інтерферометра (SQUID) до надпровідних квантових комп'ютерів. Огляд різних типів надпровідних кубітів, які використовуються в квантових комп'ютерах. Проблема декогеренції та методи її вирішення. Кубіти на майоранівських ферміонах. Інші типи квантових комп’ютерів.
    • Основи квантових обчислень: Вступ до принципів квантових обчислень, кубітів, квантових вентилів та квантових алгоритмів. Огляд квантових апаратних платформ та квантових методів корекції помилок.
    • Квантові сенсори та метрологія: Вивчення принципів квантового зондування та їх застосування у прецизійних вимірюваннях, навігації та візуалізації. Обговорення методів квантової метрології, що використовують квантові явища для підвищення чутливості та точності.
    • Квантовий зв'язок та криптографія: Вивчення протоколів квантового зв'язку, таких як квантовий розподіл ключів (QKD) і квантова телепортація. Огляд принципів квантової криптографії та їх ролі в захищених мережах зв'язку. Квантова фотоніка та оптоелектроніка: Вступ до квантових фотонних пристроїв та їх застосування у квантовій обробці інформації, квантовому зв'язку та квантовому зондуванні. Обговорення нових квантових оптоелектронних технологій та їх впливу на майбутні парадигми обробки інформації. Квантові технології в енергетиці: Дослідження квантових технологій для збору, зберігання та перетворення енергії. Обговорення квантово-розширених сонячних.