Курсы по физике от Открытого Образования

Те, кто верит, что теория мертва без практики, — присоединяйтесь!

Цели курса

• Изучить QisKit — важнейший инструмент в арсенале разработчика квантовых алгоритмов
• Исследовать другие возможности платформы IBM Quantum Experience
• Узнать несколько новых (и, неожиданно, полезных) алгоритмов
• Получить удовольствие!

Те, кто верит, что теория мертва без практики, — присоединяйтесь! Будем практиковаться и спасем от смерти полученные с таким трудом теоретические знания о области квантовых вычислений!

В первую очередь, курс подготовлен для студентов старших курсов физико-математического факультета, планирующих продолжить научно-исследовательскую деятельность в соответствующей предметной области.

Слушатели курса подробно разберут вопросы изменения формы твердых тел при внешних и внутренних воздействиях и движении.

Особое внимание уделено вопросам различных тензоров деформации твердых тел (тензорам деформации Грина и Альманси, тензорам напряжений Пиола, Кирхгофа и тензорам истинных напряжений).

Будут представлены частные случаи для задач теории упругости в напряжениях и перемещениях.

По завершении курса учащиеся получат обширные знания и навыки в области сбора и анализа данных, поиска наиболее эффективных поисков решения поставленных задач в области механики деформируемого твердого тела.

В теоретической части курса особое внимание уделяется следующим вопросам:

• Особенности ПТУАЭС по сравнению с ПТУ ТЭС;
• Теория истечения, характеристики турбинных решеток, потери энергии при обтекании влажным паром и тепловой расчет; 
• Типы турбинных ступеней, особенности их конструкции, ступени большой веерности. Потери энергии в ступени и критерии, определяющие их эффективность; 
• Устройство и достоинства многоступенчатых турбин.

Предельная мощность паровой турбины и способы ее повышения.  Особенности компоновки турбин насыщенного пара АЭС и проблемы создания  турбин большой единичной мощности;

При проведении практических занятий рассматривается методика и алгоритм детального теплового расчета турбинной ступени. Слушателям предлагается самостоятельно выполнить аналогичный расчет ступени.

Основная задача курса – познакомить слушателей с бурно развивающейся областью науки и технологии на стыке физики и компьютерных наук – квантовыми вычислениями. В последние годы квантовые вычислительные устройства постепенно выходят из физических лабораторий и становятся прикладными разработками, которыми занимаются R&D отделы ведущих IT компаний мира. Квантовые алгоритмы из любопытных теоретических конструкций превращаются в прикладные инструменты, предназначенные для решения сложных вычислительных задач. Вместе с тем, атмосфера ажиотажа вокруг квантовых вычислений приводит к некоторой переоценке достижений и явному кризису завышенных ожиданий от технологии со стороны IT специалистов с одной стороны, и зачастую необоснованной критике со стороны специалистов-физиков с другой. При этом число хороших образовательных ресурсов, посвященных этой сложной тематике, в особенности на русском языке, очень ограничено. В нашем курсе мы постараемся создать у слушателей теоретическую базу в области квантовых вычислений в достаточном объеме для того, чтобы позволить им самостоятельно разбираться в современных работах по этой тематике.

В курсе будет рассмотрена гейтовая модель квантовых вычислений и универсальные наборы квантовых логических вентилей. Мы поговорим об основных типах квантовых алгоритмов, таких как алгоритм оценки фазы, алгоритм Шора и другие алгоритмы, основанные на квантовом преобразовании Фурье; алгоритм Гровера и квантовые алгоритмы поиска; квантовые вариационные алгоритмы. Подробно обсудим проблемы борьбы с декогеренцией и ошибками в квантовых вентилях, вопросы построения квантовых кодов коррекции ошибок. Будут рассмотрены варианты архитектуры квантового компьютера, устойчивого к ошибкам. Мы обсудим вопросы принципиальной возможности создания устойчивого к ошибкам квантового компьютера и реальное положение дел при современном уровне развития технологий.

Курс «Квантовая криптография» является первой частью курса, который посвящен современной и быстроразвивающейся области науки и технологии – квантовой криптографии. Истоки классический криптографии уходят в глубокое прошлое, это одна из старейших наук, история которой насчитывает несколько тысяч лет. По сравнению с этим огромным сроком квантовая криптография зародилась буквально на наших глазах. В ее основе лежит идея, которая впервые была высказана всего несколько десятилетий назад, и заключается в использовании квантовых объектов для защиты информации от подделки и несанкционированного доступа, что позволяет создать практически абсолютную защиту шифрованных данных от взлома.

В настоящем курсе будут рассмотрены базовые протоколы квантового распределения ключей; основные фундаментальные принципы работы и устройство современных систем квантового распределения криптографических ключей, понятийный и математический аппарат, используемый при доказательстве стойкости систем квантовой криптографии, как в оптоволоконном варианте, так и работающих через открытое пространство; различные виды атак на такие системы, а также методов противодействия им. Мы рассмотрим принципиальные отличия и новые возможности, по сравнению с классическими методами распределения ключей.