Kvantuminformatika laboratórium

Quantum Informatics Laboratory

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Kvantuminformatika laboratórium

Quantum Informatics Laboratory

Tantárgykód

BMEVIHIMB10

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	0	0	3
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	önálló

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Gerhátné Udvary Eszter

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: udvary.eszter@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

Heti három órás labor

    Bevezetés. Laborhasználati házirend áttekintése, a félév során használt mérési eszközök áttekintése.

    Műveletek a Bloch-gömbön

    Optikai kvantumkommunikáció alapjai: optikai szál, fényvezetés. A fényvezető szál tulajdonságainak mérése.

    Kvantuminformatikai alapjelenségek: interferometer és statisztika

    Kvantumkommunikáció alapjai: vezetett optikai csatorna tulajdonságai

    Fotonszámláló alkalmazási kérdései, egyfoton-detektorok: fotoelektron-sokszorozók, egyfoton-lavinadiódák. Fotoelektron-sokszorozó paramétereinek mérése, működtetésének bemutatása. Külső zaj hatásának áttekintése.

    Kvantum alapú véletlenszámok előállítása

    Kvantumszámítógépek programozása áramköri terv alapján

    Kvantumszámítógépek programozása utasításkészlettel

    Kvantumszámítógépes fejlesztőkörnyezetek: Q#

    Összefonódás mint erőforrás

    Szabadtéri kvantumkulcsszétosztás (időbélyeg, referenciajel)

    Etikus hackelés a QKD világában

    Laborgyakorlat pótlása

A laboratórium elsődleges célja a Kvantuminformatika mellékspecializáció két tantárgyában átadott ismeretek szemléltetése és elmélyítése a hallgatók személyes tapasztalatszerzése útján. A laboratórium keretében egyfelől lehetőség nyílik a korszerű kvantumprogramozási paradigmák kipróbálására, másfelől a BME saját fejlesztésű kvantumhálózatos rendszereinek, tesztelésére. Tekintettel arra, hogy az EU 2023-ban megkezdi a páneurópai kvantumhálózat kiépítését és a Műegyetem meghatározó hazai szereplője ennek a folyamatnak, lehetőséget kívánunk biztosítani a kiépülő hálózat megismerésére, gyakorlati tapasztalatok szerzésére.

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

Laboratórium: a félév során a laborgyakorlatok elvégzésén keresztül kvantuminformatikai és kvantumkommunikációs ismertek elsajátítása történik

Tanulástámogató anyagok

Online források

S. Imre, L. Gyöngyösi: Advanced Quantum Communications - An Engineering Approach, Publisher: Wiley-IEEE Press (New Jersey, USA), John Wiley & Sons, Inc., 2012 (néhány példányban kölcsönözhető); További magyar és angol nyelvű segédanyagok elektronikus formában érhetők el.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

kvantuminformatika, kvantumkommunikáció

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)

kvantuminformatika, kvantumkommunikáció

Általános szabályok

Követelmények: Szorgalmi időszakban A félév során a szorgalmi időszakban 12 labormérés elvégzésére kerül sor. Az egyes laboralkalmakhoz mérési útmutatók állnak rendelkezésre, amelyeket a mérés előtt át kell tekinteni. A mérés kezdetén a mérésvezető beugrót írathat a mérési útmutatóból. Sikertelen beugró esetén a mérés nem végezhető el. A labor során jegyzőkönyvet kell készíteni. A 12 labormérésből legalább 70%-ot (azaz 8 darabot) kell sikeresen teljesíteni. A tárgy érdemjegye a 8 legjobban sikerült mérésre adott érdemjegyek átlaga. Pótlási lehetőségek: Az utolsó oktatási héten egy labor pótlására biztosítunk lehetőséget.

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

Kvantumhálózatok Kvantumszámítógépek és alkalmazásaik

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.