Kursplan för Bygga och programmera en kvantdator

Kursplan fastställd 2024-02-15 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnBuilding and programming a quantum computer
  • KurskodTRA200
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTRACKS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • InstitutionTRACKS
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 97122
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0123 Projekt 7,5 hp
Betygsskala: TH		3,7 hp3,8 hp0 hp0 hp0 hp0 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Förutom de allmänna förkunskapskraven för att studera på avancerad nivå på Chalmers, måste studenten säkerställa att nödvändiga kompetenser innehas eller inhämtas under kursens gång. Examinator formulerar och kontrollerar dessa kompetenser.

Studenten kan bara bli antagen efter överenskommelse med examinator.
Linjär algebra och klassisk elektrodynamik krävs.

Syfte

Kursens syfte är att ge en plattform för att arbeta med och lösa utmaningsdrivna tvärvetenskapliga autentiska problem från olika delar av samhället såsom akademin, industri och offentlig sektor. Syftet är också att studenter från olika program arbetar tillsammans och tränar på att fungera effektivt i mångdisciplinära globala utvecklingsteam.

Kvantdatorer är maskiner som först tänktes ut av Richard Feynman för att simuleringsproblem som skulle ta årtusenden även med de snabbaste superdatorerna. Kvantalgoritmer använder kvantfenomen som superposition och intrassling för att nå denna hastighet. Chalmers är värd för huvudnoden för Wallenberg Center for Quantum Technology (WACQT), ett 12-årigt initiativ för att bygga en svensk kvantdator baserad på supraledande kretsar. Detta är ett tvärvetenskapligt arbete som spänner från kvanthårdvarudesign och nanotillverkning, mikrovågsteknik till algoritmutveckling och numeriska simuleringar. Denna kurs syftar till att göra studenter från olika bakgrunder bekanta med detta initiativ genom att först ge en allmän introduktion till området och sedan genom deltagande i forskning vid utvalda delar av kvantdatorsatsningen.


Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)


Generellt för alla Tracks-kurser:
  • kritiskt och kreativt identifiera och/eller formulera avancerade arkitektoniska eller tekniska problem
  • bemästra problem med öppna lösningsrymder. Detta innefattar att kunna hantera osäkerheter och begränsad information
  • leda och delta i utvecklingen av nya produkter, processer och system med en helhetssyn genom att följa en systematisk designprocess och/eller en systematisk utvecklingsprocess
  • arbeta i tvärvetenskapliga grupper och samarbeta i grupper med olika sammansättningar
  • visa insikter om kulturella skillnader samt kunna arbeta insiktsfullt med dem
  • visa insikter om och bemästra effekterna av arkitektoniska och/ellereller tekniska lösningar i globala, ekonomiska, miljömässiga och samhälleliga sammanhang
  • identifiera etiska aspekter och diskutera och bedöma deras konsekvenser i förhållande till det specifika problemet
  • muntligt och skriftligt på engelska förklara och diskutera information, problem, metoder, design- och utvecklingsprocesser samt lösningar
  • uppfylla de projektspecifika lärandemålen
Kursspecifikt:
  • beskriva och tillämpa de kvantmekaniska principerna för tvånivåsystem (kvantbitar);
  • tillämpa kvantmekanikens matematiska formalism;
  • tillämpa grindmodellen för kvantberäkning;
  • analysera och förklara olika kvanthårdvaru- och kvantbitsarkitekturer;
  • designa projektspecifik kvanthårdvara (t.ex. supraledande kvantkretsar, kryogen packning, elektronik för rumstemperaturkontroll);


Innehåll

I början av terminen ges sju föreläsningar om grunderna i kvantmekanik, kvantmjukvara och kvanthårdvara. Därefter skissar studenterna på sina projektförslag och får feedback på dem. De utmaningsdrivna projekten pågår under resten av terminen under handledning av forskare på Chalmers. I slutet av terminen presenterar grupperna sina resultat och lämnar in en skriftlig rapport.

Organisation

Kursen drivs av ett lärarlag.
Huvuddelen av kursen är ett utmaningsdrivet projekt. Utmaningen kan sträcka sig från att vara bred samhällelig till djup forskningsdriven. Projektuppgiften löses i grupp.
Projektarbetet kompletteras med "on-demand"-undervisning och lärande av för projektet nödvändiga kompetenser. Projektgruppen har en projektspecifik examinator, handledare från Chalmers och beroende på projektuppgift, om tillämpligt, även externa bi-handledare.

Tracks-tema: Ny teknik – från vetenskap till innovation

Kursen består av föreläsningar och ett projekt. Huvuddelen är ett utmaningsdrivet projekt utfört av projektgrupper på 2-4 students.

Litteratur

Relevant litteratur identifieras och förvärvas av studenterna som en del av projektet.
Föreläsningsanteckningar och rekommenderad litteratur om grunderna tillhandahålls. Att hitta och skaffa projektspecifik litteratur görs av studenterna som en del av projektet.

Examination inklusive obligatoriska moment

Kursens examination baseras på den skriftliga projektrapporten och den muntliga presentationen av projektet. Dessa kommer att betygsättas separat, och slutbetyget blir medeltalet av betygen med vikten 2 för den skriftliga rapporten och vikten 1 för den muntliga presentationen.


Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.