Учебно-методические комплексы

Подробнее

✓ Общие компетенции (ОК): ОК 01, ОК 02, ОК 07, ОК 09 (выбор способов решения задач, поиск информации, ресурсосбережение, работа с документацией).
3. Проверяемые знания и умения
В ходе аттестации проверяется:
✓ Умения: объяснять квантоворазмерные эффекты; определять основные свойства квантовых систем; использовать знания теоретических методов для объяснения экспериментально наблюдаемых закономерностей.
✓ Знания: основные положения классической и квантовой теории твердого тела, включая теории сверхпроводности; основные положения теории ядерного магнитного резонанса; основные способы построения квантовых вычислительных систем.
4. Структура и регламент тестирования
✓ Тест содержит 50 вопросов: 25 закрытых (из блока 1) и 25 открытых (из блока 2). Для каждого студента программа выбирает по 10 вопросов из каждого блока.
✓ Время выполнения – 50 минут (2 минуты на закрытый вопрос, 3 минуты на открытый).
✓ Вес критерия – 0,2 балла за вопрос, максимальный балл – 10.
Шкала оценивания:
«5» (отлично) – 10-9 баллов.
«4» (хорошо) – 8-7 баллов.
«3» (удовлетворительно) – 6-5 баллов.
«2» (неудовлетворительно) – 4-0 баллов.
5. Содержание заданий блока 1 (закрытого типа)
Вопросы охватывают основы квантовых вычислений, фотоэффекта и строения атома.
✓ Квантовые компьютеры:
Преимущества: эффективность некоторых алгоритмов (например, алгоритма Шора) по сравнению с классическими, возможность параллельных вычислений, память экспоненциально большого размера.
Недостатки: чтение состояния кубита разрушает это состояние, корректный ответ получается лишь с некоторой вероятностью.
Требования: полная изоляция квантовых процессоров от окружающей среды при сохранении контроля и управления вычислениями.
✓ Кубиты:
Определение: единица памяти квантового компьютера, может рассматриваться как вектор единичной длины на плоскости.
Состояние: суперпозиция базисных состояний |0> и |1>. Запись состояния кубита: a|0> + b|1>, где a и b – коэффициенты суперпозиции, связанные соотношением a² + b² = 1.
Значения: не только 0 и 1, а любые значения, определяемые коэффициентами a и b.
Обозначение |0>: вектор единичной длины на плоскости с координатами (1, 0).
✓ Мультикубиты (n-кубиты):
Система из n взаимодействующих кубитов.
Базисные состояния: последовательности из нулей и единиц длины n (всего 2ⁿ состояний).
Состояние n-кубита: суперпозиция базовых состояний.
Измерение: разрушает состояние, переводя его в одно из базисных состояний. Результат вероятностный.
Запутанные состояния: 2-кубит может находиться в запутанном и незапутанном состояниях.
✓ Фотоэффект:
Объяснение: только квантовой теорией света.
Красная граница: определяется веществом катода.
Зависимость скорости электронов: при увеличении частоты света скорость увеличивается.
Работа выхода: зависит от вещества (не меняется при изменении длины волны).
Запирающее напряжение: обратно пропорционально длине волны.
Разряд пластины: при облучении ультрафиолетом заряд отрицательно заряженной цинковой пластины уменьшается. Если одна пластина заряжена положительно, а другая отрицательно, то при облучении обе пластины окажутся незаряженными.
✓ Атом:
Переход в более высокое энергетическое состояние сопровождается поглощением кванта энергии.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.
6. Содержание заданий блока 2 (открытого типа)
Вопросы требуют краткого ответа на знание терминологии и принципов квантовых технологий.
✓ Основы квантовой теории: определение кванта, суть квантовой теории, кто открыл кванты и кванты света, отличие кванта от фотона, вес и размер кванта.
✓ Квантовые технологии и вычисления: что относится к квантовым технологиям, преимущества квантовых вычислений, области применения, возможности и ограничения квантового компьютера (что не может, что может), единицы измерения, создатели первого квантового компьютера.
✓ Квантовые алгоритмы и мир: алгоритм Шора, работа квантовых алгоритмов, особенности квантового мира (время, измерения).
✓ Квантовые точки: изобретатель квантовой точки.