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Introdução à Teoria de Informação: Aspectos clássicos e quânticos

 

F 349 / FI 263 – Turma de 2021
Prof. Marcos Cesar de Oliveira
Sala 238 DFMC/IFGW
email: marcos@ifi.unicamp.br

As aulas desse período serão postadas oportunamente aqui e no Google Classroom.

2021

22/03 | Introdução

22/03 | Elementos de Teoria de Probabilidades

26/03 | Variáveis Aleatórias

29/03 | Entropia de Shannon e Informação

02/04 | Moeda Falsa de Rényi e Entropia da Linguagem

06/04 | Entropia Termodinâmica e Termoestatística

10/04 | Propriedades da Entropia de Shannon

13/04 | Correlação e Divergência

21/04 | Teoria de Codificação

22/04 | Desigualdade de Kraft

26/04 | Códigos Ótimos

03/05 | Teorema de Codificação da Fonte de Shannon

05/05 | Codificações

18/05 | Ruído Clássico e Capacidade do Canal

19/05 | Canais e Propriedade de Equipartição Assintótica

25/05 | Códigos de Correção de Erros

31/05 | Teorema de Codificação do Canal com Ruído

02/06 | Princípio de Máxima Entropia

08/06 | Entropia de Variáveis Aleatórias Contínuas

14/06 | Canais Gaussianos

16/06 | Canais com Banda Limitada e Canais não Lieares

22/06 | Introdução à Teoria de Computação

22/06 | Custo Energético de Computação e Introdução à Computação Quântica

29/06 | Introdução elementar de Álgebra Linear

29/06 | Postulados da Mecânica Quântica

04/07 | O Operador Densidade: A Mecânica Quântica sem Vetores de Estado

04/07 | O qubit

04/07 | Bits Quânticos (versão detalhada)

04/07 | Operações Unitárias em Qubits (versão detalhada)

09/07 | Protocolos Quânticos de Comunicação

12/07 | Entropia de von Neumann, Informação e Correlação

12/07 | Correlação  Clássica e Correlação Quântica

12/07| Ruído Quântico e Operações Quânticas

09/07 | Teoria Quântica de Correção de Erros

 

Aulas:

Postadas às Segundas

Aula de revisão e de discussão na Quarta: 19h – 21h no Google Classroom


Ementa Resumida:

1. Fundamentos de probabilidades;

2. Distribuições de probabilidade;

3. Medindo a Informação;

4. Entropia Termodinâmica, Estatística e Informacional e Física da Informação

5. Propriedades da Entropia de Shannon

6. Informação mútua;

7. Correlação e Divergência

8. Codificação da informação;

9. Codificação e compressão ótimas;

10. Teorema  de codificação

11. Ruído térmico em sistemas físicos

12. Entropia do canal;

13. Teorema de capacidade de canal 

14. Correção de erros;

15.  Entropia diferencial e canais contínuos

16. Maximização da Entropia

17. Canal Gaussiano

18. Introdução à Teoria de Computação e Computação Quântica

19. Revisão de Mecânica Quântica

20. Estados, Operações e Efeitos;

21. Operações sobre bits quânticos;

22. Estados emaranhados, Codificação Superdensa e Teletransporte.

23. Entropia de von Neumann e Teoria de informação quântica;

24. Ruídos quânticos;

25. Correção de erros quânticos;

25. Compressão quântica de dados e Capacidade de canais quânticos;


Texto principal:

 
1. Notas de Aula. -> Disponível no material de consulta abaixo.

2. Classical and Quantum Information Theory:
An Introduction for the Telecom Scientist
Emmanuel Desurvire
(Cambridge University Press, 2009).
 
Textos de consulta:
1. Elements of Information Theory
T. M. Cover and J. A. Thomas
(John Wiley & Sons, 1991);

2. Quantum Computation and Quantum Information
M. A. Nielsen e I. L. Chuang,
(Cambridge University Press, 2000);

3. Information Theory, Inference, and Learning Algorithms,
D. J. C. MacKay
(Cambridge University Press, 2003);

4. Feynman Lectures on Computation
R. P. Feynman, ed. A. J. G. Hey e R. W. Allen
(Addison-Wesley, 1997);

5. A mathematical theory of communication
C. E. Shannon
The Bell System Technical Journal (Volume: 27, Issue: 3, July 1948).


Listas de Exercícios:

(1) Todos os Exercícios dos Capítulos 1 e 2 do Desurvire.

(2) Exercícios dos Capítulos 3 e 4 do Desurvire.

(3) Exercícios do Capítulo 5 do Desurvire + Tarefas sugeridas em classe

4) Exercícios dos capítulos 8 e 9 do Desurvire + Tarefas sugeridas em classe

5) Exercícios dos capítulos 11, 12 e 13 do Desurvire 

6) Exercícios dos capítulos 6 e 14 do Desurvire 

7) lista7

8) lista8


Datas importantes:

Período letivo: 15/03 a 17/07
Datas das tarefas:
Tarefa 1:19/05
Tarefa 2: 09/06
Tarefa 4 : 07/07
Listas: Aproximadamente uma a cada duas semanas

 

 

Avaliação

Listas (L) + Tarefas (T) 

M = (T1+T2+T3+ média das listas) / 4
Se M ≥ 7: Aprovado
M <7 : Exame
MF = (M+Exame) / 2
Se MF ≥ 5: Aprovado

 

 

 


 

Material de Consulta

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