Квантові комп’ютери та квантове програмування

Фізичний факультет

Бакалавр фізики та астрономії. Фахівець з квантових комп’ютерів та квантового програмування

“Квантові комп’ютери та квантове програмування”

Термін навчання 3 роки 10 місяців.

Сертифікат про акредитацію

Серія НД  №14010790

Львівський національний університет імені Івана Франка відповідно до рішення Акредитаційної комісії від 6 червня 2019р. протокол №136 (наказ МОН України від 12.06.2019

№ 821), з галузі знань (спеціальності) 10 Природничі науки
104 Фізика та астрономія визнано акредитованим за рівнем бакалавр (на підставі наказу МОН України від 19.12.2016 № 1565).

Термін дії сертифіката до 1 липня 2029 р.

FQ-EHEA — перший цикл, EQF-LLL — 6 рівень

Спеціальність – 104 Фізика та астрономія

Спеціалізація – Квантові комп’ютери та квантове програмування

Акцент на програмування на квантових та класичних комп’ютерах, використання квантових обчислень у природничих та суміжних дисциплінах, освоєння методів розв’язання задач з квантової інформації, побудови квантових алгоритмів.

орієнтує на актуальні спеціалізації, в рамках яких можлива подальша професійна та наукова кар’єра: квантове програмування у задачах природничих та суміжних дисциплін.

Ключові слова: квантові комп’ютери, квантова інформація, квантова криптографія,  складні системи.

предметної

області

Цілі навчання: підготовка фахівців, здатних розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми з фізики та/або астрономії у професійній діяльності або у процесі подальшого навчання, що характеризуються комплексністю і невизначеністю умов та передбачають застосування певних теорій і методів фізики та/або астрономії.

Теоретичний зміст предметної області: базові знання загальної фізики (механіка, коливання та хвилі, молекулярна фізика та термодинаміка, електрика та магнетизм, оптика, атомна фізика, фізика ядра та елементарних частинок); основ теоретичної фізики (класична механіка, статистична фізика та термодинаміка, електродинаміка, квантова механіка); загальної астрономії, загальної та теоретичної астрофізики, космології. Методи, методики та технології: фізичні ідеї, гіпотези, теорії та моделі, методи експериментальних фізичних та астрономічних досліджень та математичні методи, що відповідають теоретичному змісту предметної області. Інструменти та обладнання: Наукові прилади для фізичних та астрономічних досліджень і вимірювань, спеціалізоване програмне забезпечення.

Перелік первинних посад:

–          інженер-дослідник (КП 2149.2);

–          інженер-програміст (КП 2132.2);

–          інженер з програмного забезпечення комп’ютерів (КП 2132.2);

–        інженер-дослідник з комп’ютеризованих систем та автоматики (КП 2131.2);

–        технічні фахівці в галузі фізичних наук і техніки (КП 311).

Викладання організовано у формі лекцій, лабораторних робіт, практично-семінарських занять, самостійної роботи студентів, індивідуальних занять та консультацій.

Поточний контроль – усне та письмове опитування, колоквіуми, модульні контрольні роботи, захист індивідуальних завдань.

Підсумковий контроль – екзамени та заліки з урахуванням балів поточного контролю, захист курсових робіт та практик.

Державна атестація – державний екзамен.

К02. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

К03. Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.

К04. Здатність бути критичним і самокритичним.

К05. Здатність приймати обґрунтовані рішення.

К06. Навички міжособистісної взаємодії.

К07. Навички здійснення безпечної діяльності.

К08. Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.

К09. Визначеність і наполегливість щодо поставлених завдань і взятих обов’язків.

К10. Прагнення до збереження навколишнього середовища.

К11. Здатність діяти соціально відповідально та свідомо.

К12. Здатність спілкуватися державною мовою як усно, так і

письмово.

К13. Здатність спілкуватися іноземною мовою.

К14. Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні.

К15. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, їх місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.

К17. Здатність використовувати на практиці базові знання з математики як математичного апарату фізики і астрономії при вивченні та дослідженні фізичних та астрономічних явищ і процесів.

К18. Здатність оцінювати порядок величин у різних дослідженнях, так само як точності та значимості результатів.

К19. Здатність працювати із науковим обладнанням та вимірювальними приладами, обробляти та аналізувати результати досліджень.

К20. Здатність виконувати обчислювальні експерименти, використовувати чисельні методи для розв’язування фізичних та астрономічних задач і моделювання фізичних систем.

К21. Здатність моделювати фізичні системи та астрономічні явища і процеси.

К22. Здатність використовувати базові знання з фізики та астрономії для розуміння будови та поведінки природних і штучних об’єктів, законів існування та еволюції Всесвіту.

К23. Здатність виконувати теоретичні та експериментальні дослідження автономно та у складі наукової групи.

К24. Здатність працювати з джерелами навчальної та наукової інформації.

К25. Здатність самостійно навчатися і опановувати нові знання з фізики, астрономії та суміжних галузей.

К26. Розвинуте відчуття особистої відповідальності за достовірність результатів досліджень та дотримання принципів академічної доброчесності разом з професійною гнучкістю.

К27. Усвідомлення професійних етичних аспектів фізичних та астрономічних досліджень.

К28. Орієнтація на найвищі наукові стандарти – обізнаність щодо фундаментальних відкриттів та теорій, які суттєво вплинули на розвиток фізики, астрономії та інших природничих наук.

К29. Здатність здобувати додаткові компетентності через вибіркові складові освітньої програми, самоосвіту, неформальну та інформальну освіту.

К30. Здатність розв’язувати задачі квантової інформації.

К31. Здатність програмувати на квантових комп’ютерах.

К32. Здатність моделювати фізичні системи та досліджувати їх властивості на класичних та квантових комп’ютерах.

ПР02. Знати і розуміти фізичні основи астрономічних явищ: аналізувати, тлумачити, пояснювати і класифікувати будову та еволюцію астрономічних об’єктів Всесвіту (планет, зір, планетних систем, галактик тощо), а також основні фізичні процеси, які відбуваються в них.

ПР03. Знати і розуміти експериментальні основи фізики: аналізувати, описувати, тлумачити та пояснювати основні експериментальні підтвердження існуючих фізичних теорій. ПР04. Вміти застосовувати базові математичні знання, які використовуються у фізиці та астрономії: з аналітичної геометрії, лінійної алгебри, математичного аналізу, диференціальних та інтегральних рівнянь, теорії ймовірностей та математичної статистики, теорії груп, методів математичної фізики, теорії функцій комплексної змінної, математичного моделювання.

ПР05. Знати основні актуальні проблеми сучасної фізики та астрономії.

ПР06. Оцінювати вплив новітніх відкриттів на розвиток сучасної фізики та астрономії.

ПР07. Розуміти, аналізувати і пояснювати нові наукові результати, одержані у ході проведення фізичних та астрономічних досліджень відповідно до спеціалізації.

ПР08. Мати базові навички самостійного навчання: вміти відшуковувати потрібну інформацію в друкованих та електронних джерелах, аналізувати, систематизувати, розуміти, тлумачити та використовувати її для вирішення наукових і прикладних завдань.

ПР09. Мати базові навички проведення теоретичних та/або експериментальних наукових досліджень з окремих спеціальних розділів фізики або астрономії, що виконуються індивідуально (автономно) та/або у складі наукової групи.

ПР10. Вміти планувати дослідження, обирати оптимальні методи та засоби досягнення мети дослідження, знаходити шляхи розв’язання наукових завдань та вдосконалення застосованих методів.

ПР11. Вміти упорядковувати, тлумачити та узагальнювати одержані наукові та практичні результати, робити висновки.

ПР12. Вміти представляти одержані наукові результати, брати участь у дискусіях стосовно змісту і результатів власного наукового дослідження.

ПР13. Розуміти зв’язок фізики та/або астрономії з іншими природничими та інженерними науками, бути обізнаним з окремими (відповідно до спеціалізації) основними поняттями прикладної фізики, матеріалознавства, інженерії, хімії, біології тощо, а також з окремими об’єктами (технологічними процесами) та природними явищами, що є предметом дослідження інших наук і, водночас, можуть бути предметами фізичних або астрономічних досліджень.

ПР14. Знати і розуміти основні вимоги техніки безпеки при проведенні експериментальних досліджень, зокрема правила роботи з певними видами обладнання та речовинами, правила захисту персоналу від дії різноманітних чинників, небезпечних для здоров’я людини.

ПР15. Знати, аналізувати, прогнозувати та оцінювати основні екологічні аспекти загального впливу промислово-технологічної діяльності людства, а також окремих фізичних і астрономічних явищ, наукових досліджень та процесів (природних і штучних) на навколишнє природне середовище та на здоров’я людини.

ПР16. Мати навички роботи із сучасною обчислювальною технікою, вміти використовувати стандартні пакети прикладних програм і програмувати на рівні, достатньому для реалізації чисельних методів розв’язування фізичних задач, комп’ютерного моделювання фізичних та астрономічних явищ і процесів, виконання обчислювальних експериментів.

ПР17. Знати і розуміти роль і місце фізики, астрономії та інших природничих наук у загальній системі знань про природу та суспільство, у розвитку техніки й технологій та у формуванні сучасного наукового світогляду.

ПР18. Володіти державною та іноземною мовами на рівні, достатньому для усного і письмового професійного спілкування та презентації результатів власних досліджень.

ПР19. Знати та розуміти необхідність збереження та примноження моральних, культурних та наукових цінностей і досягнень суспільства.

ПР20. Знати і розуміти свої громадянські права і обов’язки, як члена вільного демократичного суспільства, мати навички їх реалізації, відстоювання та захисту.

ПР21. Розуміти основні принципи здорового способу життя та вміти застосовувати їх для підтримки власного здоров’я та працездатності.

ПР22. Розуміти значення фізичних досліджень для забезпечення сталого розвитку суспільства.

ПР23. Розуміти історію та закономірності розвитку фізики та астрономії.

ПР24. Розуміти місце фізики та астрономії у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій.

ПР25. Мати навички самостійного прийняття рішень стосовно своїх освітньої траєкторії та професійного розвитку.

ПР26.  Розуміти особливості квантового програмування та вміти їх використовувати для досягнення квантової переваги.

ПР27.  Знати основні класичні та квантові алгоритми.

ПР28. Розуміти можливості застосування квантового програмування для розв’язання прикладних задач

Гарант освітньої програми: кандидат фізико-математичних наук, доцент Гнатенко Х. П.

Склад проектної групи освітньої програми, професорсько-викладацький склад, що задіяний до викладання навчальних дисциплін за спеціальністю, відповідають ліцензійним умовам  провадження освітньої діяльності на першому (бакалаврському) рівні вищої освіти.

здобувачів вищої освіти

підсумк. контролю

Основи програмування на Python

Практикум з квантової інформації

Алгоритми для реалізації фізичних систем на квантових комп’ютерах

Загальний фізичний практикум

Основи радіоелектроніки

Принципи побудови обчислювальних систем

Вступ до квантових комп’ютерів

Теорія функцій комплексної змінної

Обчислювальна фізика

вищої освіти

Атестація здійснюється відкрито і публічно.