Studiju moduļa "Kvantu algoritmi un programmēšana" mērķis ir sniegt studentiem iespēju apgūt kvantu algoritmus un kvantu datoru programmēšanu. Modulis ietver gan ievadkursu, gan arī augstāka līmeņa kursus par aktuālām pētniecības tēmām.
Studiju moduļa uzdevumi:
- sniegt ieskatu vairāku veidu kvantu algoritmos;
- dot praktisku pieredzi ar kvantu algoritmu realizēšanu, rakstot programmas kvantu datoriem;
- dot iespēju iegūt dziļāku izpratni par kvantu informācijas teoriju un kvantu drošu kriptogrāfiju.
Studiju moduļa kopējais sasniedzamo kompetenču līmenis atbilst Eiropas Iedzīvotāju digitālās kompetences ietvara DigComp 2.2 ietvara 7. līmenim.
Lekcijas notiek LU Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes maģistra studiju programmas "Datorzinātnes" lekciju saraksta ietvaros. Lekciju saraksts
Pavasara semestris 2025
DatZD015 Elementārie kvantu algoritmi
Studiju kursa mērķis ir sniegt studentiem izpratni par galvenajiem kvantu algoritmiem (Doiča, Bernsteina-Vazirani, Grovera, Saimona un Šora algoritmiem) un prasmes tos izpildīt reālos kvantu datoros un simulatoros un pielietot konkrētu uzdevumu risināšanai. Studenti iegūs zināšanas par galvenajiem kvantu algoritmiem un apgūs prasmes to realizācijai reālos kvantu datoros un simulatorā, kā arī prasmes kvantu algoritmu pielietošanai konkrētu uzdevumu risināšanai.
Pilns studiju kursa apraksts
DatZD021 Kvantu droša kriptogrāfija
Studiju kursa mērķis ir iepazīstināt studentus ar kriptogrāfijas algoritmiem un shēmām, kas tiek uzskatītas par drošām pret kvantu datora uzbrukumiem. Studenti apgūs: kā kvantu datori apdraud esošās kriptogrāfiskās shēmas; matemātiskos pamatus kriptogrāfijas shēmām, kas ir kvantu drošas; populārāko kvantu drošo kriptogrāfijas shēmu darbības principus; kā pielietot kvantu drošās kriptogrāfijas shēmas. Studenti spēs izveidot vienkāršu lietotni, kas izmanto pēckvantu kriptogrāfiskās bibliotēkas, kā arī spēs analizēt prasības kvantu drošam kriptogrāfiskam risinājumam, atrast risinājumus, un saprast kā tos realizēt.
Pilns studiju kursa apraksts
Rudens semestris 2025
DatZD014 Kvantu skaitļošanas un programmēšanas elementi
Studiju kursa mērķis ir sniegt studentiem izpratni par kvantu skaitļošanas un programmēšanas pamatiem un prasmes izstrādāt kvantu programmas un pēc tam tās izpildīt reālos kvantu datoros un simulatoros. Kursā būs diskusijas par līdzībām un atšķirībām starp klasiskajām un kvantu sistēmām. Studenti apgūs spējas izveidot un implementēt jaunas kvantu programmas, kā arī apgūs izpratni par kvantu protokolu un algoritmu priekšrocībām salīdzinājumā ar klasiskajiem.
Pilns studiju kursa apraksts
DatZD026 Kvantu informācijas teorija
Studiju kursa mērķis ir, iepazīstinot gan ar teorijas pamatiem, gan ar tās galvenajiem pielietojumiem, sagatavot studentus, lai viņi spētu gan prasmīgi lietot jau zināmos risinājumus, gan izstrādāt jaunus. Kvantu informācijas teorijai ir cieša saikne ar klasisko informācijas teoriju, kvantu mehāniku, kvantu skaitļošanu, ģeometriju, klasisko un kvantu kriptogrāfiju. Studenti apgūs kvantu informācijas teorijas pamatus (stāvokļu veidi un apraksti, mērījumi, kanāli, entropija, sapinums), iepazīsies ar tās pielietojumiem kvantu kriptogrāfijā un kvantu kļūdu labošanā, kā arī iepazīs kvantu dizainus, to piemērus un pielietojumus.
Pilns studiju kursa apraksts
Rudens semestris 2026
DatZD017 Kvantu algoritmi
Studiju kursa mērķis ir sniegt padziļinātas zināšanas kvantu algoritmu uzbūvē un analīzē. Studenti iemācīsies kvantu algoritmus, kas balstīti uz Slēptās Apakšgrupas problēmu (gan Abēla, gan ne-Abēla), kvantu singulāro vērtību transformāciju, un kvantu klejošanu. Studenti apgūs kvantu apakšējo novērtējumu pierādīšanas tehnikas: polinomiālā un adversary metodes. Studenti spēs radīt kvantu algoritmus, kas kombinē vairākas kvantu skaitļošanas tehnikas.
Pilns studiju kursa apraksts
DatZD027 Algoritmu realizēšana kvantu datoros
Studiju kursa mērķis ir attīstīt studentu spēju izstrādāt un pielāgot kvantu algoritmus palaišanai uz kvantu datoriem. Studenti iepazīsies ar vairākiem kvantu algoritmiem un veidiem, kā tos pārveidot par kodu, kuru var izpildīt uz kvantu datoriem. Studenti arī iemācīsies analizēt kvantu datora izvadītos rezultātus, lai pārliecinātos par algoritma pareizu realizāciju.
Pilns studiju kursa apraksts