- Ablauf
- Motivation
- Warnung
- Eckdaten
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Ablauf des Kurses
Hinweis: Der Kurs befindet sich zur Zeit in der Beta-Version. Es kann vorkommen, dass Seiten nicht richtig laden. In diesem Fall reicht es, die Seite neu zu laden.
Da es sich bei dieser Lerneinheit um eine rein virtuelle Lerneinheit mit vorwiegend asynchronen Inhalten handelt, kannst du die Einheiten jederzeit allein durcharbeiten. Viel Spaß dabei. Deine Teilnahme an den Umfragen hilft uns, den Kurs auszuwerten und zu verbessern.
Du bist herzlich dazu eingeladen, Fragen und Bemerkungen im Forum zu hinterlassen, oder per Mail an die Kursverantwortliche zu senden.Asynchrone Einheiten
Die asynchronen Einheiten bemühen sich zuerst um eine Eingrenzung des Themas und eine Einführung der Begriffe. Es wird auf die Grundlagen der heute verwendeten Digitaltechnik eingegangen. Hiernach werden der Quantenformalismus und die zwei Quanteneigenschaften Superposition und Verschränkung eingeführt. Mit diesen Grundlagen werden Quantengatter und Quantenalgorithmen betrachtet.
Zum Schluss folgt in Einheit 6 ein kleiner Ausblick in die technische Realisierung von Quantencomputern. Diese Einheit ist die kürzeste und einfachste Einheit und benötigt kaum Vorwissen. Auch wenn du die anderen Einheiten nicht machst, empfehlen wir, die Einheit 6 in jedem Fall einmal durchzusehen, da hier ein Eindruck aktueller Umsetzungen der in dem Kurs sonst nur theoretisch behandelten Inhalte vermittelt wird.
- Teil 1
- Einheit 1: Motivation, Einführung (Bearbeitungszeit für SchülerInnen ca. 60 min)
- Einheit 2: Grundlagen klassischer digitaler Computer (60 min)
- Einheit 3: Grundlagen Quantenformalismus - erste Quanteneigenschaft (120 min)
- Teil 2
- Einheit 4: Grundlagen Quantenformalismus - zweite Quanteneigenschaft (120 min)
- Einheit 5: Quantengatter und Quantenalgorithmen (120 min)
- Einheit 6: Zusammenfassung und technische Realisierung (30 min)
Synchrone Einheiten
Eine reine asynchrone Bearbeitung der Inhalte ist anspruchsvoll. Du bist jederzeit zur Diskussion im Forum einladen.
Konsultationstermine (auch in Gruppen) sind jederzeit möglich. Melde dich einfach im Forum oder per Mail.
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Wozu Quantencomputing?
Die Quantenphysik bietet neuartige Möglichkeiten zur Speicherung und Verarbeitung von Daten. Auch sind wir heute in der Lage Quantenbits (Qubits) zu manipulieren und zu messen.
Diese Fähigkeiten bilden die Grundlage einer neuen Art der Informationsverarbeitung: Das Quantencomputing.Welche physikalischen Eigenschaften hierbei ausgenutzt werden und wie sich Qubits theoretisch und technisch umsetzen lassen, erfährst du in diesem Kurs.
Quantenprozessor
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Warnhinweis:
Dieser Kurs erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich der Erklärung der Quantenphysik.
Es soll nur ein Einblick in die Grundlagen der quantenmechanischen Denkweise vermittelt werden, um Neugierde zu wecken und auf den Einzug der Quantenmechanik in die Informationsverarbeitung vorzubereiten.
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Ziel des Kurses ist die Vermittlung der Grundprinzipien des Quantencomputers auf dem Niveau des Physikunterrichts.
Zielgruppe sind Lernende der Klassenstufen 10 bis 12 und alle interessierten LeserInnen.
Der Kurs verlangt kein Vorwissen und ist besonders an nicht naturwissenschaftlich interessierte Lernende gerichtet.
Die Bearbeitungszeit für SchülerInnen wird auf 9 Stunden, für Studierende und andere Erwachsene mit Vorbildung auf 3 Stunden (exklusive der synchronen Sitzungen) geschätzt. Es handelt sich hierbei um Schätzwerte, nach den ersten Erprobungen wird diese Zahl evtl. angepasst.
Der Kurs wird im Rahmen einer wissenschaftlichen Arbeit an der Professur für Didaktik der Physik zur Erreichung des ersten Staatsexamens erstellt.