Квантові телекомунікації

 Анотація навчальної дисципліни
    Мета вивчення дисципліни: Формування комплексу науково-інженерних знань і забезпечення підготовки здобувача в області сучасної цифрового зв’язку та квантових телекомунікацій, придбання навичок використання знань для вирішування задач, які виникають при наукових дослідженнях та проектуванні телекомунікаційних та  радіотехнічних пристроїв та систем.
    Практичне значення та використання отриманих знань: Вивчення фізичних принципів роботи, характеристик, методів досліджень та обробки інформації у цифровому зв’язку з використанням квантових методів та пристроїв телекомунікацій. Дисципліна забезпечує базову підготовку науковців-дослідників, вчить прийомам аналітичних досліджень в області цифрових систем квантових телекомунікацій, вводить поняття методів моделювання квантових пристроїв цифрової обробки кодованої інформації та методів передачі квантової інформації через радіоканал та оптоволоконну мережу.

Тематика та види навчальних занять
    Лекція  1. «Основні поняття квантової інформації. Математичні основи квантових обчислень. Вектора Дірака. Матричне та тензорне перемноження векторів. Операції з класичними бітами».
    Лекція  2. «Операція SNOT. Квантові обчислення. Кубіти та суперпозиція. Парні кубіти і суперпозиція. Квантовий вентиль Адамара. Інтерферометр Маха-Цандера.».
    Лекція  3. «Відображення на одиничному колі операцій (на прикладі операцій NOT та Адамара). Приклад деяких операцій кубіта. Деякі вентилі (Z, Ф, та інші)».
    Лекція  4. «Алгоритм Дойча. Задача визначення функції у чорному ящику (блек бокс - ВВ) — алгоритм Дойча».
    Лекція  5. «Квантова сплутаність та квантова непомітність. Аргумент Ейнштейна, Подільського, Розана та нерівність Белла».
    Лекція  6. «Квантове розподілення ключем. Захист з використанням не ортогональних станів: теорема о забороні клонування. Захист з використання сплутаності».
    Лекція  7. «Квантове розподілення ключем за допомогою переплутаних станів. Кодування поляризацією. Кодування фазою. Квантова криптографія за допомогою переплутування».
    Лекція  8. «Протокол квантового щільного кодування. Протокол квантової телепортації».
    Лекція  9. Лазерні імпульси для ідеальної передачі. Автономні джерела. Параметричне випромінювання. Ослаблене лазерне випромінювання.
    Лекція  10. Фазомодульоване ослаблене лазерне випромінювання. Детектори одиночних фотонів (на базі: лавинного фотодіоду; граничного переходу; на ефекті Дожефсону).
    Лекція  11. Джерело переплутаних фотонів (переплутування у часі,по імпульсу, по поляризації).
    Лекція  12. Експериментальне кодування кубітів. Експериментальна квантова телепортації кубітів переплутуванням.
    Лекція  13. Експериментальна квантова телепортації кубітів переплутуванням. Схема квантової телепортації двох часток. Квантово-оптична реалізація.
    Лекція  14. Квантові мережі переплутування частить що в різних зонах простору.
    Лекція  15. Корекція амплітудних помилок. Переплутування стану з великим числом частить.

Практичні заняття
Практичне заняття 1. «Використання методів математичного моделювання квантових методів обробки».
Практичне заняття 2. «Вивчення методів моделювання квантових вентилів».
Практичне заняття 3. «Використання аналогових методів квадратурної модуляції для представлення одного кубіту та двох кубітів».
Практичне заняття 4. «Моделювання базових функцій».
Практичне заняття 5. «Моделювання алгоритму Дойча».
Практичне заняття 6. «Моделювання квантових оптичних мереж зв’язку».
Практичне заняття 7. ««Моделювання квантових супутникових мереж зв’язку».

    Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

 Індивідуальна робота. Не передбачувана.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
    Поточний контроль полягає у виконанні
1. 7–и індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання завдань практичних занять оцінюється у 5 балів.
2. Двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у письмової формі Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 20 балів.
Підсумковий контроль – залік. Підсумкова оцінка формується як накопичувальна за результатами оцінювання всіх навчальних елементів, які заплановані на семестр для виконання здобувачами вищої освіти. Оцінку «зараховано» отримують здобувачі вищої освіти, за умови виконання всіх навчальних елементів не менш, ніж на 60 %. 

 Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю
Підсумковий контроль – залік. Підсумкова оцінка формується як накопичувальна за результатами оцінювання всіх навчальних елементів, які заплановані на семестр для виконання здобувачами вищої освіти. Оцінку «зараховано» отримують здобувачі вищої освіти, за умови виконання всіх навчальних елементів не менш, ніж на 60 %.