量子信息导论(周正威, 韩永建) 2021秋 2018秋 2016秋 2015秋 2013秋 2011春  课程号:PHYS5251P02
2021秋 2018秋 2016秋 2015秋 2013秋 2011春  课程号:PHYS5251P02
7.0(7人评价)
7.0(7人评价)
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:很多
选课类别:基础 教学类型:理论课
课程类别:研究生课程 开课单位:光学与光学工程系
课程层次:本研贯通   学分:4.0
课程主页:暂无(如果你知道,劳烦告诉我们!)
排序 学期

评分 评分 7条点评

chengcc 2015秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:很多
  • 难度:中等
  • 作业:很少
  • 给分:一般
  • 收获:很多

我们学校量子信息应该比较出名吧?毕竟潘副校长名声在外,好多的老师也在这边工作,感觉实力相当强啊。

然而这门课和上面那些没啥关系。

首先,请大家不要搞错课件的网页,不是staff,而是http://lqcc.ustc.edu.cn/zwzhou/这里,但是个人不是特别建议看这里的课件,最好是找一下比较经典的nielson和chuang或者是preskill的书,用心去找一找的话,还可以找到国外的比较好的课程网址,比方说chuang的是http://web.mit.edu/2.111/www/index.htm(这个网址是我在期末疯狂复习的时候才找的,所以没仔细跟着看,也不太清楚怎么样,题目姑且还好吧)。

对于本科生来说,上课的时间不太友好,因为很少有同学能够在大二的时候就完成量子力学的课程,一般都是大三的时候才会接触量子力学的基本内容,所以一般都是大四准备出国的时候才上。这里更加蛋疼的是,大部分老师给我的感觉,他们的量子力学主要的内容是schrodinger方程,而不是矩阵表示。如果没有一定的矩阵力学的基础,跟着周正威老师上前半学期的课还是非常痛苦的,虽然不留作业,但是一等到期中考试准备开始复习的时候就有很多同学开始胃痛了。2015年期中考试貌似平均分没上40?这个我记不大清楚了,不过我室友在考试前准备的时候各种出问题,毕竟老师写的课件虽然第一遍看上去挺有道理,各种量的定义都特别顺眼,但是一等到让同学自己去运用就让人菊紧不已了,所以还是平时注意一点好。这里可以给同学们打一个小广告,就是去听一听石明俊老师的量子力学A,他讲的很大一部分内容和量子信息课程的代数是一致的。

闲话少谈。这门课主要的内容分三部分:量子信息的代数基础+量子密码+量子计算。

代数基础基本上就是矩阵力学,个人感觉最困难的部分也是最有意思的部分就是量子信息论的von neumann entropy。这东西乍看起来更像是一个数学的东西,因为强调凸性的不等式实在是太强了,但是同时又因为一些物理上的要求,比方说density matrix正定,这些性质,使得不等式又比起一般的凸函数可以给出更紧的结果。最最值得深思的结论应该就是subadditivity,这一部分的内容如果感兴趣的话,强烈推荐看preskill的书,喜欢数学的同学也可以看一看相关的paper,大片大片的不等式看上去可爽了/(ㄒoㄒ)/~~。恩,同学们放心,这部分如果出了考题就可以向老师投诉了。

量子密码这部分理解什么是经典密码要担心的问题,然后比较一下为什么量子密码能够消除这个问题就够了,当然考试不仅仅这些,经典的BB84和E92之类的编码还是要记得内容。后面还有一点关于量子隐形传态,这东西比较规整,好好看看对之后理解one way computation里面的一些图片有点用。

下半学期的量子计算是由韩永健老师来上的,恩,说实话那时候我忙着去申请了,就没怎么上课,貌似课上点了两次名?目测我都没碰上的样子。(但是这其实对于期末成绩而言并没什么卵用)这一部分就比较程式化了,都是非常经典的东西。我这里所谓的经典就是前人们花了不少时间想出来的东西,所以不要妄想着能够在几天之内就完全搞懂,这东西也是要狠狠的下功夫才能看懂滴。而且前面代数的基础打不好的话就等着哭鼻子吧。内容主要是:量子计算基本要素 + universal gates set + one way computation + adiabatic computation + classical algorithm + stabilizer(graph state) + ECC + 物理实现这些。恩,这样看上去东西还是有不少啊。这部分内容推荐结合开心英语书店的讲义后两章+ppt讲义里面列出来的文献仔细读一读。stabilizer的部分可以参考下另一门量信课陈凯老师的ppt。

最后说一下考试吧,都是些很基本的内容,去和人家国外的考试比一比的话感觉实在是差了不少。(但是我不得不承认即便是基本的内容我期末考试考的也不太好,恩,一定是内容太多了,一定是这样!)期中考试就是周老师讲的部分,期末考试就是韩老师讲的部分。如果说矩阵力学学得好的话,期中和期末就肯定没大问题,虽然考试的时候很不爽,毕竟有些题目感觉不太理解,但是大部分都是应该手到擒来的。但是如果学的不太认真的话——矩阵力学之前也没学过,上课也不怎么跟着听,课下不求甚解,都是考前突击——貌似2014年研究生和本科生有100号人里面20多个不及格的吧,还是挺能分辨出来学了没学的。

最后总成绩肯定是调了分数的,要不然也不会有期中期末有一次上30就总评及格的谣言了真就哀鸿遍野了。所以还是要请学这门课的同学们注意一点了。

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4!4!4! 2021秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:很多
  • 难度:中等
  • 作业:很少
  • 给分:一般
  • 收获:很多

课程内容非常充实,补充材料也多,但是学分和学时相比内容真的有点少!

贴一个TUM 一学期10ECTS(换算约为6中国学分), 300h workload 同样叫做"QST Theory: Quantum Information"的研究生课介绍

Content

The PH1010 QST Theory: Quantum Information offers an introduction to the theoretical foundations of Quantum Science and Technology. The course starts with a brief motivation and an introduction to fundamental concepts and the basic formalism (pure/mixed states, evolution, completely positive maps, measurements Schmidt decomposition, tomography, quantum estimation, hypothesis testing). Then the concept of entanglement is discussed in detail, including the distinction between pure and mixed-state entanglement, entanglement entropy, quantification and conversion. Subsequently, some of the revolutionary promises of exploiting entanglement are presented, including dense coding, quantum teleportation and quantum cryptography. Next the Bell inequalities, characterizing the quantum weirdness of entanglement and non-locality, are introduced and discussed in detail. Subsequent chapters cover central applications of quantum information theory: quantum computation, quantum algorithms such as those of Deutsch, Shor and Grover, quantum simulation, and quantum metrology. Final core topics are decoherence, Lindbladian descriptions thereof, and error correction schemes to counteract the consequences of decoherence and protect fragile quantum information. The module will typically also include one or more optional topics, such as many-body entanglement, topological quantum computation, quantum complexity, or tensor networks, which link quantum information theory to many-body physics.

Physics Department, TUM | Module PH1010

上述内容基本都有涉及,但是TUM将这门课设置为基础课程,分配了6个学分补充量信相关的理论,而我们只有4个学分,足见老师在授课时间上的窘境。然而就算将这门课扩充到6学分和量子力学相同,感觉也不会有什么变化,研一学生有繁重的实验任务,大四同学已然不用顾及成绩,何谈出勤率?仅仅是水过就行,我觉得可以选凯老师,很容易拿到学分

就个人而言,今年没讲到拓扑量子计算,稳定子和纠错码,没听到真的有点遗憾。

但是出分真的慢,等出分后再来调整打分


春节前夕出的分,原来出分是卡在38系教秘那里了

期末考试还是主要以掌握one-way为重点,考了两个大题,一个是线路模型向图态的转换,另一个是基本演化的计算,最后一问是很偏的知识点——图态约化密度矩阵,我大意了复习的时候没弄懂跳过去了www。其余两个大题一个是swap test的变种,另一个是shor‘s algorithm,也是后半段的重要内容。前面的简答题与离子阱和计算复杂度等等相关,所以说背概念很重要hhh

总的来说后半段量子计算部分扩充了很多知识,起码让我懂了Pauli群和Clifford群。在搞量子计算毕设读理论论文的时候真的很亲切,因为这基本上是比较普适描述门的数学语言,有了课上的背景阅读起来毫无困难

(最后修改于 2 0 复制链接
OamIcs 2021秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:很多
  • 难度:中等
  • 作业:很少
  • 给分:一般
  • 收获:很多

把体量极大、颇有深度的内容(信息论+量子测量+量子通信+量子计算)压缩到一个学期4学分的课里,绝不是科普课,但由于课时过少上课蜻蜓点水,计算理论和信息论相关基础证明全部掠过 非专业必修的话建议别选,对量子信息感兴趣的同学不如用preskill和《量子信息的物理基础》自学 建议改成两学期8学时课程

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yuany3721 2021秋
  • 课程难度:困难
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:一般
  • 难度:困难
  • 作业:很少
  • 给分:一般
  • 收获:一般

作为一个没有接触过量子力学,并且物理基础也不太好的臭鱼烂虾,很难为这门课打出一个合格的分数。

  1. 作为一门“导论”课程,完全没有感受到其介绍性和科普性,至少需要量子力学基础以及熟知一些常用物理用语符号(如bra-ket等),不夸张地说,菜如本人学了差不多一个月才明白本征矢=特征向量(丢人发言)。
  2. 课程内容与其4学分的学时极不匹配,量子信息论、量子测量、量子通信、量子计算等诸多内容被卑微地压缩到了仅仅一周两次课中,并且课程要求并不是仅仅对这些内容的概念和基本性质有所了解就可以顺利完成作业通过考试的。
  3. 老师的课程规划不合理,给我一种上课不够用心的感觉(可能这是通病?)。周老师在信息论一块蜻蜓点水,又在随后一段时间花大量时间对各种理论进行证明推导,但临近其中就在赶进度;韩老师甚至到最后一节课直接讲到哪算哪,说期末考试就考到他讲的位置,最后一次作业布置下来还没来得及收就进行期末考试(间隔不到一周)。
  4. 两位博士生助教由于研究方向并不能覆盖全部知识点,对未涉足方向也一知半解,甚至出现了大佬学生在习题课上指出助教错误并把助教说得哑口无言的滑稽场面。另接上一条,期末考试结束快一周才把最后一次作业改出来说大家可以去上课教室自取了。

不过给分还算可以,着实捞了我一大把,属于是虚惊一场了。


另外想要好好学的话(特指非物理专业&&零物理基础入门),推荐先看Mikio Nakahara & Tetsuo Ohmi的《Quantum Computing From Linear Algebra to Physical Realizaitons》的Basic部分,弄懂基本概念之后结合preskill一起看,学到这里去理解ppt应该不成问题了,之后还有余力的话再去对照课程推荐教材《Quantum Computation and Quantum Information》学习。 开始就对着《Quantum Computation and Quantum Information》死啃的我可以说是浪费了大量无效时间了。

以及尽管如此,我也并不是很建议您去先学一遍量子力学就马上回头看这门课程,至少以我卑微的智商感觉这样做是效率极低的

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ustcnameless 2018秋
  • 课程难度:困难
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:超好
  • 收获大小:很多
  • 难度:困难
  • 作业:中等
  • 给分:超好
  • 收获:很多

这门课还是比较硬的,建议配合preskill和Nielsen&chuang的书一起食用。整个学下来会比较系统充实,以后做这个方向的一定要选周老师的课。

唯一的缺点就是2019秋季学期的助教太烂了,全程装死不改作业不回信息拿3000工资,和前面认真负责的魏助教差距太大。希望后人来时已经换人了。

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以上都不想吐槽了。作业都不改。。
ustcnameless回复 @以上: 真的是白赚3000一个月,每次发习题答案都说暂时没整理成文档等会发,最后随便找个学生写的作业拍个照片发群里
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YHLuo 2016秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:一般
  • 难度:中等
  • 作业:中等
  • 给分:一般
  • 收获:一般

这门课我是旁听的,选的是凯老师的量信导论。这门课前半部分讲得很全面,信息熵,纠缠判据,编码定理,纠错,以及quantum-like理论的验证等等。如果你打算研究生做量信,一定好好跟下来,省着以后花精力再看这些东西了,而且听不懂了下课马上就能问。讲的内容如果认真跟还是能跟下来的。

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周正威

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韩永建

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