Lecture & Exercise
Quantum computing is among the most exciting applications of quantum mechanics. Quantum algorithms can solve computational problems efficiently that have a prohibitive runtime on traditional computers. Such problems include, for instance, factoring of integer numbers or energy estimation problems from quantum chemistry and material science.
This course provides an introduction to the topic. An emphasize will be put on conceptual and mathematical aspects.
Outline:
Information theoretic introduction to quantum mechanics
The quantum teleportation protocol
Basic algorithms
The quantum Fourier transform and Shor’s algorithm for integer factoring
The unitary circuit model of quantum computation (qubits, quantum gates and readout) and the complexity class BQP
Goal:
- Rigorous understanding of how quantum algorithms work and the ability to analyze them
- Connection of concepts in quantum mechanics and computer science
- Basic knowledge required to start programming a quantum computerAbility to solve exercises related to quantum algorithms and to present the solutions
Pre-requisites:
Desirable: basic knowledge in computability and complexity theory
Required: very good knowledge in linear algebra (incl. complex numbers), good mathematical understanding
Learning organisation:
Active participtation in the problem sheets.
Performance accreditation:
Graded written or oral exam at the end of the lecture. The details of the examination and the admission requirements are announced by the lecturer at the beginning of the module.
Miscellaneous:
- Course specific lecture notes will be provided
- Nielsen and Chuang, Quantum Computation and Quantum Information
- Sevag Gharibian’s lecture notes
Beskronych, Sergej (2024). Entwicklung und Simulation einer Methode zur effizienten kurativen Netzengpassbehebung mittels Steuerbarer Verbrauchseinheiten nach EnWG §14a.
Gerstein, Manuel (2024). Analyse und Bewertung der Netzkapazität von Niederspannungsnetzen gegenüber hohen Durchdringungen an elektrischen Wärmepumpen und Elektroautos (extern).
Malpricht, Marlin (2024). Entwicklung und Simulation eines kurativen Engpassmanagements für zellulare Verteilnetze und Bewertung potentieller Vorteile bei Kooperation von Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern.
Mülke, Luca (2024). Online-Optimierung von kurativem Netzengpassmanagement in sektorgekoppelten Nie-derspannungsnetzen unter Einbezug von kurzfristigen Netzzustandsprognosen.
completed
2024
Ahrens, Daniel (2024). Entwicklung und Bewertung von Sensitivitätsanalysen innerhalb zellularer Niederspannungsnetze für ein zukünftiges Engpassmanagement nach EnWG §14a.
2023
Buse, Alexander (2023). Entwicklung und Simulation eines kurativen Engpassmanagements für Niederspannungszellen innerhalb eines zellularen Energiesystems.
Merling, Stefan (2023). Analyse und Bewertung von Energieangeboten in zellular betriebenen Niederspannungsnetzen mit lokalem Markt.
Mülke, Luca (2023). Verbesserung von verteilten Kurzfrist-Netzzustandsprognosen mit maschinellem Lernen für kuratives Engpassmanagement in zukünftigen modernen sektorgekoppelten Niederspannungsnetzen.
2022
Fahrenkrug, Finn (2022). Entwicklung und Verifikation eines thermisch-elektrischen Leitungsmodells für das Engpassmanagement im elektrischen Verteilnetz.
Hoegel, N. (2022). Untersuchung und Bewertung von Netzzustandschätzung und -Prognosen unter Berücksichtigung von Fehlerszenarien bezüglich der Informations- und Kommunikationstechnik.
Hoegel, N. (2022). Entwicklung und Simulation eines verteilten Netzzustandsprognoseverfahrens für zellulare elektrische Energiesysteme. [pdf]
Rogoll, H. (2022). Entwicklung und Simulation von sozialen Beziehungen benachbarter Zellen zur Eigenverbrauchsoptimierung innerhalb eines zellularen Energiesystems mittels eines Multiagentensystem. [pdf]
Westphal, J. (2022). Implementierung und Bewertung einer Co-Simulation mit der Plattform Mosaik zur Kopp-lung von Modelica mit einem in Python implementierten Optimierungsalgorithmus.
2021
Luo, K. (2021). Entwicklung und Simulation eines Wechselrichtermodells für die Stabilitätsuntersuchung im winkelgeregelten Betrieb zukünftiger Stromnetze.
Schenk, C. (2021). Entwicklung und Optimierung der Beschaffungsstrategie für abzuregelnde Energie im Redispatch 2.0-Kontext basierend auf einer Vorhersagbarkeitsanalyse von Netzengpässen.