Tantárgy » BMEVIHIAV52
Kvantumszámítógépek programozása
Programing of Quantum Computers
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Kvantumszámítógépek programozása
Programing of Quantum Computers
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIHIAV52 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | félévközi érdemjegy | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 2 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
DR. Bacsárdi László
beosztás: egyetemi docens
elérhetőség:
bacsardi.laszlo@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
Az előadások részletes tematikája
1. Bevezetés. Motiváció. A kvantumszámítógépek történelme.
2. Szuperpozíció, összefonódás, tiszta és kevert állapotok: a legfontosabb alapfogalmak.
3. Kvantumszámítógépek operációs rendszerei
4. Kvantumprogramok Qiskit környezetben
5. Kvantumprogramok Q# nyelven
6. Kvantumprogramok Cirg környezetben
7. Kvantumprogramozás Strawberry Fields környezetben: alapok
A gyakorlatok/laborok részletes tematikája
1. Programozás vizuális eszközzel: az IBM Quantum Composer
2. Program futtatása az IBM kvantumszámítógépén
3. Program futtatása Azure Quantum környezetben
4. Program futtatása Quantum Virtual Machine környezetben
5. Algoritmusok implementálása Strawberry Fields környezetben
6. Program futtatása foton alapú kvantumszámítógépen
7. Félév végi összegzés. Házi feladatok bemutatása. Kitekintés.
1. Bevezetés. Motiváció. A kvantumszámítógépek történelme.
2. Szuperpozíció, összefonódás, tiszta és kevert állapotok: a legfontosabb alapfogalmak.
3. Kvantumszámítógépek operációs rendszerei
4. Kvantumprogramok Qiskit környezetben
5. Kvantumprogramok Q# nyelven
6. Kvantumprogramok Cirg környezetben
7. Kvantumprogramozás Strawberry Fields környezetben: alapok
A gyakorlatok/laborok részletes tematikája
1. Programozás vizuális eszközzel: az IBM Quantum Composer
2. Program futtatása az IBM kvantumszámítógépén
3. Program futtatása Azure Quantum környezetben
4. Program futtatása Quantum Virtual Machine környezetben
5. Algoritmusok implementálása Strawberry Fields környezetben
6. Program futtatása foton alapú kvantumszámítógépen
7. Félév végi összegzés. Házi feladatok bemutatása. Kitekintés.
2019 őszén jelentették be először a kvantumfölény elérést, vagyis kvantumszámítógép olyan problémát tudott megoldani, amely hagyományos (klasszikus) számítógépek számára gyakorlatilag nem megoldható. Azóta is folyamatosan jelennek meg újabb és újabb típusú kvantumszámítógépek, amelyekre különböző programozási környezetekben lehet szoftvereket készíteni. A tárgy célja megismertetni a hallgatókat a különböző architektúrájú kvantumszámítógépekkel és különböző programozási környezetekkel. A kurzus során a hallgatók betekintést nyernek a Qiskit fejlesztőkörnyezetbe, a Q# nyelvbe és az Azure Quantumba, a Cirg-be, és a Strawberry Fieldsbe. A hallgatók által írt programokat valós kvantumszámítógépeken tudják futtatni.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Előadás (illusztratív példákkal)
Gyakorlat (különböző programozási módszertanok)
Tanulástámogató anyagok
Online források
Jack D. Hidary, 'Quantum Computing: An Applied Approach', Springer 2021; Eric Johnston, Nic Harrigan, Mercedes Gimeno-Segovia, 'Programming Quantum Computers: Essential Algorithms and Code Samples', O'Reilly Media, 2019; Robert Loredo, 'Learn Quantum Computing with Python and IBM Quantum Experience: A hands-on introduction to quantum computing and writing your own quantum programs with Python', Packt Publishing, 2020; Előadásokhoz rendelt online olvasnivalók (könyvfejezetek, cikkek)
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
nincs
Általános szabályok
Követelmények:
Szorgalmi időszakban: A félév során egy zárthelyi dolgozat megírása kötelező, amely 50 pont értékű.
A félév során továbbá egy házi feladatot kell készíteni (további 50 pontért). A házi feladat beadási határideje a szorgalmi időszak utolsó tanítási órája a tárgyból.
Az összegyűjtött pontok alapján alakul ki a félév végi érdemjegy, 40, 55, 70, 85 pontos ponthatárokkal.
Vizsgaidőszakban: -
Pótlási lehetőségek:
A zárthelyi dolgozat pótolható a pótlási héten.
A házi feladat pótolható a pótlási hét 4. napjáig.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Nincs megadva.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.