Weekly outline

  • General

    Cilj predmeta Računalniške tehnologije je seznaniti študente z osnovnimi načeli moderne fizike, ki omogočajo razumeti delovanje tako današnjih računalnikov kot tudi prihajajočih računalniških in kvantnih tehnologij. Podrobneje se obravnava osnove kvantne mehanike, zgradbo snovi, ter električne, optične in magnetne lastnosti tehnološko pomembnih materialov. Osnovne ideje so ilustrirane s primeri, ki so relevantni v računalništvu.

    Predava izr. prof. dr. Rok Žitko z Instituta Jožef Stefan, rok.zitko@ijs.si, domača stran. Telefon: (01) 4773571.

    V študijskem letu 2018/2019 se predmet izvaja v spremenjeni obliki izven urnika. Prvo srečanje v petek, 22. februarja, ob 9h v P03.

    Literatura:
    • Rok Žitko: Kvantne in računalniške tehnologije, DMFA, Ljubljana (2017)
    • Radko Osredkar: Fizika snovi in mikroelektronske tehnologije. Založba FRI (2006)
    • Janez Strnad: Fizika. Štiri knjige, DMFA. Relevantna so nekatera izbrana poglavja.
    • Nielsen, Chuang: Quantum computation and quantum information. Cambridge University Press (2000). Prvi dve poglavji.
    • James Gleick: The Information: A History, a Theory, A Flood (2011). Poljudnoznanstvena knjiga o pojmu informacije.

    Vsebina:

    • Nihanje in valovanje
    • Snov in sevanje
    • Kvantna mehanika
    • Kvantno računanje in komuniciranje
    • Kvantni delci
    • Kvantna nedoločenost
    • Kvantni računalniki
    • Elektronska mikroskopija
    • Elektroni v snovi
    • Kovine
    • Polprevodniki in izolatorji
    • Polprevodniške naprave
    • Heterostrukture
    • Nanotehnologija
    • Magnetizem
    • Hranjenje podatkov

  • 18 February - 24 February

    Uvod
    • 25 February - 3 March

      Tema: nihanje in valovanje

      Dobimo se v petek, 1. 3., ob 9h v P03. Do takrat preberite v knjigi razdelke 1.1 do vključno 1.12 (oz. 1.1 do 1.6 v skripti iz leta 2014).

      Nekaj relevantnih zapisov v wikipediji:

      O odvajanju funkcij in Taylorjevem razvoju si lahko preberete v tem uvodu v matematična orodja v fiziki (razdelka 7 in 8).

      • 4 March - 10 March

        Tema: nihanje in valovanje; snov in sevanje

        Dobimo se v petek 8. 3. ob 9h v P03. Do takrat preberite knjigo do vključno razdelka 2.9 (oz. do vključno razdelka 2.4.4 v skripti).

        • 11 March - 17 March

          Tema: Snov in sevanje

          Naslednje srečanje bo v petek, 15. 3., ob 8h (in ne ob 9h!). Do takrat preberite drugo poglavje do konca.

          Domača naloga: 8 (a) (Michelsonov interferometer) in 9 (uklonska mreža).


          • 18 March - 24 March

            Tema: Kvantna mehanika

            Dobimo se v petek, 22. 3., ob 8h. Do takrat si preberite poglavje 3 do vključno razdelka 3.12 (Operatorji za spin), ter dodatno še 3.16 (Kubit).

            Ogeljte si še videoposnetek predavanja Alaina Aspecta z naslovom

            (Youtube) in sicer vsaj prvih 25 minut, če pa vas predavanje pritegne, pa kar še preostanek (razlaga enofotonskih virov po 25. minuti postane tehnično bolj zahtevna).

            • 25 March - 31 March

              Tema: Nanotehnologije, magnetizem, hranjenje podatkov

              Ta teden se dobimo dvakrat, vsakič ob 9h:

              1. V torek, 26. 3. ob 9h v PR10.
              2. V petek, 29. 3. ob 9h v P03.
              Zaradi poškodbe predavatelja bodo tokrat izjemoma običajna predavanja s prosojnicami. Predhodno branje ustreznih poglavij v knjigi ni potrebno.
              Lahko pa že preberete razdelke 3.13-3.15 in 3.17-3.20 (torej preostanek 3. poglavja, venda brez 3.21), o čemer se bomo sicer pogovarjali kakšen teden kasneje.

              • 1 April - 7 April

                Tema: Kvantna mehanika

                Ta teden se dobimo dvakrat, vsakič ob 9h:

                1. V torek, 2. 4. ob 9h v PR10.
                2. V petek, 5. 4. ob 9h v P03.
                Preberete razdelke 3.13-3.15 in 3.17-3.20 (torej preostanek 3. poglavja, venda brez 3.21) ter razdelke 5.1-5.4.

                • 8 April - 14 April

                  Tema: Kvantno računanje

                  Dobimo se v petek, 12. 4., ob 9h. Do takrat preberite poglavje 4 do vključno razdelka 4.11 (Holevov izrek).


                  • 15 April - 21 April

                    Tema: Prepletenost in kvantni algoritmi

                    Dobimo se v torek, 16. 4. ob 9h, in v petek, 19. 4., prav tako ob 9h. Do takrat preberite razdelek 6.8 ter preostanek 4. poglavja (4.12-4.16).


                    • 22 April - 28 April

                      Tema: Kvantni računalniki

                      Dobimo se v petek, 26. 4., ob 9h. Na hitro lahko preletite poglavje 7.


                      • 29 April - 5 May

                        Ta teden ni predavanj.

                        • 6 May - 12 May

                          Tema: Kvantni delci

                          Dobimo se v petek, 10. 5., ob 9h. Do takrat preberite do konca poglavje o kvantnih delcih (razdelki 5.5-5.9), fakultativno pa še razdelke 6.1-6.5 (ča vas ta tematika zanima).

                          Prav tako neobvezno si lahko ogledate predavanje A. Zeilingerja o kvantni fizki. A. Zeilinger je znan kot pionir poizkusov s prepletenimi kvantnimi delci (teleportiranje, Bellov eksperiment, ipd.)


                          • 13 May - 19 May

                            Tema: Elektroni v snovi

                            Ta teden se dobimo dvakrat.

                            V torek, 14. 5., ob 9h. Dokončali bomo z zgledi pri poglavju o kvantnih delcih.

                            V petek, 17. 5., ob 9h. Obdelali bomo temo elektronov v snovi, zato do takrat preberite 9. poglavje v učbeniku.



                            • 20 May - 26 May

                              Tema: Kovine

                              Dobimo se v petek, 24. 5., ob 9h. Do takrat preberite razdelke 10.1-4 in 10.6-7 v učbeniku. 10.5 in 10.8 lahko mirno izpustite. 

                              Drudejev model:

                              in

                              V tem terminu so predvidene tudi predstavitve domačih nalog. (Dodatni termin bo ponedeljek, 3.6., ko velja petkov urnik.)


                              • 27 May - 2 June

                                Tema: Polprevodniki in izolatorji

                                Dobimo se dvakrat, v torek in petek. Do torka preberite približno polovico ustreznega poglavja, do petka pa še preostanek.


                                • 3 June - 9 June

                                  Tema: Heterostrukture + termin za zagovor domačih nalog

                                  Zadnje srečanje: ponedeljek ob 9h v P03.