„Natur ist nicht klassisch, verdammt, und wenn Sie eine Simulation der Natur machen wollen, sollten Sie sie besser quantenmechanisch machen, und es ist ein wunderbares Problem, weil es nicht so einfach aussieht.“ (Richard Feynman, 1982)

Die Quantenmechanik ist eine der am besten getesteten Theorien der modernen Physik. Sie liefert eine Vielzahl an Erklärungen z.B. in der Atom- und Teilchenphysik und hat außerdem viele Anwendungen gefunden, die aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken sind. Bereits in den 1980er Jahren erkannten Physiker zudem das Potenzial, komplexe Probleme mithilfe eines Quantencomputers effizient zu lösen.

Ziel des Kurses ist es, einfache Quanten-Algorithmen zu verstehen und auf realen Quantencomputern ausführen zu lassen. Dafür gibt der Kurs zunächst eine Einführung in die mathematischen und physikalischen Grundlagen der Quantenphysik und erarbeitet elementare Quantenphänomene. Unter anderem diskutieren die Teilnehmenden die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik. Um die Darstellung von Daten in Form von Quantenbits zu verstehen, führt der Kurs das sogenannte Zwei-Niveau System ein. Darauf aufbauend untersuchen die Teilnehmenden die Funktionsweise eines Quantencomputers anhand verschiedener Algorithmen wie zum Beispiel dem Deutsch Algorithmus. Dabei arbeiten sie sich selbstständig in weiterführende Themengebiete ein und präsentieren sich gegenseitig ihre Ergebnisse.

Für den Kurs ist ein mathematisches Verständnis der Quantenmechanik essenziell. Daher ist es wichtig, dass die Teilnehmenden Interesse an mathematischen Fragestellungen mitbringen und neben Vektorrechnung auch den Umgang mit komplexen Zahlen beherrschen. Im Vorfeld der Akademie werden die Teilnehmenden Referate vorbereiten zu Themen aus Mathematik, Physik und Informatik.