Notes in Master 2. Semester::Quantencomputer

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Published	07/19/2023	Was sind die DiVincenzoKriterien?
Published	07/19/2023	Wie sieht der Meißner-Ochsenfeld Effekt aus?
Published	07/19/2023	Nennen Sie die DiVincenzo-Kriterien für die Realisierung von qBits
Published	07/19/2023	Was ist die Von Neumann Architektur und erläutern Sie den Aufbau anhand einer Skizze
Published	07/19/2023	Was besagt die ”von Neumann Memory Wall”?
Published	07/19/2023	Welche Speicher gibt es in klassischen Computern? Sortieren Sie diese von schnell nach langsam.
Published	07/19/2023	Was unterscheidet die Werte von Quantenbits (qBits) von denen klassischer Bits?
Published	07/19/2023	Geben Sie Beispiele von Anwendungen, die mithilfe klassischer Computer nicht oder nur sehr ineffizient möglich sind.
Published	07/19/2023	Was ist die Quantenparallelität und was versteht man unter der Quanten-Überlegenheit?
Published	07/19/2023
Published	07/19/2023	Erklären Sie in eigenen Worten das Doppelspalt-Experiment und welche Erkenntnis daraus gewonnen werden kann
Published	07/19/2023	Was besagt die Heisenbergsche Unschärferelation? Geben Sie die entsprechende Formel an
Published	07/19/2023	Skizzieren Sie das Problem des Teilchens im eindimensionalen Potentialkasten und geben Sie die potentielle Energie innerhalb und außerhalb des Potenti…
Published	07/19/2023	Vereinfachen Sie die zeitinvariante Schrödingergleichung unter der Berücksichtigung des eindimensionalen Potentialkastens
Published	07/19/2023	Skizzieren Sie die Dispersionsrelation für ein freies Elektron
Published	07/19/2023	Was gilt für die beiden Elektronen eines Wasserstoff-Moleküls und was folgt daraus?
Published	07/19/2023	Erläutern Sie den Begriff der Messung. Was gilt für ein Quantensystem vor und nach einer Messung?
Published	07/19/2023	Geben sie ein Beispiel wie theoretisch der Ort und der Impuls eines Quantensystems beliebig genau bestimmt werden könnte. Warum ist dies in der Praxis…
Published	07/19/2023	Erläutern Sie den Aufbau eines Silizium-Kristalls
Published	07/19/2023	Was besagt das Fermi-Niveau? Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit f (E) bei T = 0K ein Elektron bei einer Energie E ≤ EF zu finden?
Published	07/19/2023	Was passiert für T > 0K mit dem Fermi-Niveau?
Published	07/19/2023	Welche Funktion gibt die Besetzungswahrscheinlichkeit der Elektronen-Zustände an? Skizzieren Sie die Funktion für T = 0K und für T > 0K.
Published	07/19/2023	Erklären Sie den Unterschied zwischen der Boltzmann-Verteilung und der Fermi-Dirac-Verteilung. Was gilt bei hohen Energien?
Published	07/19/2023	Geben Sie das Volumen eines Zustandes VEZ und das Gesamtvolumen V(k) aller Zustände in 2D in Abhängigkeit vom Gitterabstand a an
Published	07/19/2023	Berechnen Sie die Anzahl aller Zustände N(k) mit dem Volumen VEZ
Published	07/19/2023	Erläutern Sie die Begriffe Dekohärenz und No Cloning Theorem in Bezug auf qBits
Published	07/19/2023	Nennen Sie Beispiele für quantenmechanische Effekte in makroskopischen Systemen
Published	07/19/2023	Was gilt für Felder innerhalb eines Supraleiters? Warum bricht unterhalb der sogenannten Sprungtemperatur der elektrische Widerstand in Supraleitern z…
Published	07/19/2023	Was unterscheidet Supraleiter 1. Art und Supraleiter 2. Art voneinander?
Published	07/19/2023	Was gilt für die Besetzung der Ladungsträger? Was gilt für die Besetzung der erlaubten Zustände oberhalb von EF?
Published	07/19/2023	Was gilt für die Atomrümpfe bei T=0K?
Published	07/19/2023	Nun wird dem System ein Elektron hinzugefügt. Was gilt für das Energie-Niveau dieses Elektrons?
Published	07/19/2023	Was passiert, wenn sich das Elektron durch das Kristallgitter bewegt?
Published	07/19/2023	a) Dem System wir ein Elektron hinzugefügt und danach noch ein weiteres, welches sich ebenfalls durch das Kirstallgitter bewegt. Was passiert nun?b) W…
Published	07/19/2023	Nennen Sie fünf Element-Supraleiter die Ihnen aus der Vorlesung bekannt sind und geben Sie die jeweilige Sprungtemperatur an.
Published	07/19/2023	Wie hängt die Schichtdicke mit der Supraleitung zusammen?
Published	07/19/2023	Erläutern Sie den Proximity-Effekt
Published	07/19/2023	Skizzieren Sie den Aufbau eines SQUID und erklären Sie kurz die Funktionsweise.
Published	07/19/2023	Welche Vor- und Nachteile weisen RF- und DC-SQUIDs jeweils auf?
Published	07/19/2023	Inwiefern hängen qBits und Vektoren zusammen? Wie lassen sich Rechenoperationen auf qBits darstellen?
Published	07/19/2023	Was zeichnet die Hadamard-Matrix aus?
Published	07/19/2023	Wenden Sie die Hadamard-Operation auf den Zustand an:
Published	07/19/2023	Zeigen Sie, dass die Hadamard-Operation umkehrbar ist
Published	07/19/2023
Published	07/19/2023	Erklären Sie den Ablauf eines zweifachen Münzwurfs als Quantenalgorithmus
Published	07/19/2023	Welchen entscheiden Vorteil hat die Ausführung auf einem Quantencomputer gegenüber einer klassischen Berechnung?
Published	07/19/2023	Wie lässt sich nun ein Zufallsgenerator auf ein 2-Bit Quantenregister erweitern?
Published	07/19/2023	Wie ist ein Quantenregister formal definiert? Was muss für die Gesamtwahrscheinlichkeit gelten?
Published	07/19/2023	Geben Sie zu den in BraKet-Notation gegebenen Basiszustände \|00〉, \|01〉, \|10〉 und \|11〉jeweils die vektorielle Schreibweise an
Published	07/19/2023	Aus wie vielen Bits darf eine Transformation maximal bestehen, damit sie noch als lokal gilt? Warum wird diese Anzahl an Bits gewählt?
Published	07/19/2023	Was macht die CNOT-Operation? Wofür wird diese verwendet?
Published	07/19/2023	Gegeben sei ein 2 qBit-Quantenregister im Grundzustand \|00〉. Was passiert, wenn Sie die CNOT-Operation auf diesen Zustand anwenden?
Published	07/19/2023	Wie sieht die Permutationsmatrix der CNOT Operation aus?
Published	07/19/2023	Wenden Sie zunächst die Hadamard-Operation nur auf das linke qBit des Grundzustands \|00〉an. Wenden Sie anschließend die CNOT-Operation auf die vorlieg…
Published	07/19/2023	Erläutern Sie den Begriff der Verschränkung von qBits. Was würde bei einer Informationsübertragung hinsichtlich der Lichtgeschwindigkeit c0 gelten? Wa…
Published	07/19/2023	Was ist die Definition der 2x2 Hadamard Matrix
Published	07/19/2023	Wie überführt die Hadamard Matrix den Grundzustand \|0> bzw. \|1> in die jeweiligen Zustandänderungen
Published	07/19/2023	Geben Sie jeweils mindestens ein Beispiel für ein 1-qBit und ein 2-qBit Quantengatter an.
Published	07/19/2023	Was passiert bei Anwendung des Pauli-X-Gatters auf ein qBit im Grundzustand \|0> ?
Published	07/19/2023	Welche Gatter werden für eine 90◦ und eine 45◦ Phasendrehung benötigt? Geben Siedie entsprechenden Matrizen an.
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