Kursus: Kvantecomputerens matematik

Kvantecomputere er et stort forskningsfelt i Danmark. Kvanteteknologiske virksomheder skyder op, forskningen støttes med milliardbeløb, og universiteterne tilbyder kandidatuddannelser inden for kvanteinformation. Der er et stort behov for uddannelse i den matematik, der bruges til at beskrive og udforske kvantesystemer.

På dette kursus fokuserer vi på matematikken bag kvantecomputere.

Qubits opfører sig væsentligt anderledes end bits i en klassisk computer. Derfor er logikken i kvantekredsløb også helt anderledes, og der er behov for en anden matematisk tilgang. Vi fordyber os i emner som qubits, superposition, entanglement og kvantekryptering. Vi ser på nogle af de kvantealgoritmer, man forventer vil gøre kvantecomputere overlegne i forhold til klassiske computere (quantum supremacy), og vi introducerer logiske kvantegates og programmering på kvantecomputere.

Kurset indledes med en status på området, og vi præsenterer et nyt undervisningsmateriale med opgaver og aktiviteter, der lægger sig tæt op ad matematiklæreplanerne. Derved gives mulighed for at inddrage kvanteinformation i den daglige undervisning (quantum awareness).

Forskningen i kvantecomputere er i sig selv et tværfagligt felt mellem matematik, datalogi, fysik og teknologi. Ligeledes er kemi, bioteknologi og samfundsfag relevante for udviklingen og anvendelsen af kvantecomputere. På kurset præsenteres idéer til SRP/SOP, med fokus på matematisk bevis og ræsonnement i tværfagligt samarbejde med blandt andet samfundsfag.

Den sidste kursusdag er forskudt, så der er mulighed for at afprøve materialet på eget gymnasium i den mellemliggende periode.