Το μάθημα έχει ως στόχο την απόκτηση γνώσης σε θέματα αλγορίθμων, την σύνδεση τους με προβλήματα που αντιμετωπίζει ένας/μία Φυσικός, την υλοποίηση τους με την βοήθεια προγραμματισμού και την εφαρμογή τους σε πραγματικά δεδομένα που μπορεί είτε να είναι έτοιμα, είτε να συλλέγονται από το Internet.

Πιο ειδικά έχει τις παρακάτω γενικές ενότητες:

1) Γενική εισαγωγή στους στόχους του μαθήματος

Ορισμοί και βασικό επίπεδο γνώσεων σε θέματα διαγραμμάτων ροής, αλγορίθμων, προγραμματισμού και βάσεων δεδομένων.

2) Γενικοί αλγόριθμοι

Εισαγωγή στην έννοια των αλγορίθμων, αποτελεσματικότητα αλγορίθμων, αλγόριθμοι αναζήτησης και σύγκριση αποτελεσματικότητας τους, αλγόριθμοι ταξινόμησης δεδομένων και υλοποίηση τους

3) Αλγόριθμοι σχετικοί με τους στόχους του μαθήματος

Αλγόριθμοι για πολύπλοκα συστήματα όπως: δημιουργία γράφων (δικτύων) και χρήση τους σε προβλήματα, ανάλυση ιδιοτήτων γράφων (εύρεση γειτόνων, εύρεση βέλτιστης διαδρομής, συσταδοποίηση, ανίχνευση κοινοτήτων κ.α.). 

4) Εφαρμογή των αλγορίθμων σε θεωρητικά συστήματα δημιουργημένα από τον χρήστη ή συστήματα πραγματικών δεδομένων. 

Μελέτη διάδοσης ιών σε δίκτυα, μελέτη ανθεκτικότητας δικτύων σε επιθέσεις, ανάλυση κοινωνικών συστήματων, κ.α. Τα προβλήματα αυτά θα εξελιχθούν σε σύντομες εφαρμογές/εργασίες των οποίων η προετοιμασία και παρουσίαση θα γίνει από τους φοιτητές στο τέλος του εξαμήνου.

Το μάθημα είναι το ίδιο με το μάθημα με κωδικό ΜΥΠ751 "ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ" στο παλιότερο πρόγραμμα σπουδών του ΜΠΣ Υπολογιστικής Φυσικής του Τμήματος Φυσικής 

Χώρος φάσεων αλληλεπιδράσεων σωματιδίων (Κινηματική των σωματιδίων). Γεννήτορες του χώρου φάσεων, Γεννήτορες αλληλεπιδράσεων σωματιδίων. Υπολογισμός και εισαγωγή στους γεννήτορες αλληλεπιδράσεων των στοιχείων του Πίνακα Σκέδασης (Matrix Elements of Scattering Matrix of an interaction). Αναφορά σε υπάρχοντες γεννήτορες αλληλεπιδράσεων : PYTHIA, ISAJET κλπ, Προσομοίωση ιχνών σωματιδίων (Particle tracking). Ανακατασκευή τροχιών φορτισμένων σωματιδίων, Προσομοίωση ιχνών σωματιδίων σε μαγνητικό πεδίο. Χρησιμοποιούμενες προσεγγιστικές μέθοδοι (Particle trajectories in Magnetic Field), Προσομοιώσεις λειτουργίας και ιδιοτήτων ανιχνευτών, π.χ πρόγραμμα Garfield-Magboltz, Προσομοιώσεις αλληλεπιδράσεων φορτισμένων σωματιδίων με ύλη και γεωμετρίας ανιχνευτικών διατάξεων. Εισαγωγή στο πρόγραμμα Geant, Στατιστική ανάλυση δεδομένων. Μέθοδοι σύγκρισης δεδομένων με αναμενόμενα αποτελέσματα από προσομοιώσεις με βάση θεωρητικά πρότυπα και προσομοίωση ανιχνευτικών διατάξεων. Μέθοδοι Μεγιστοποίησης Πιθανότητας (Maximum Likelihood Methods) και ελαχιστοποίησης χ2 (Minimum chi-square)

A1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΙΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ
Εύρεση ριζών
Παραγώγιση και προβλήματα αρχικών τιμών
Αριθμητική ολοκλήρωση
Προβλήματα ιδιοτιμών
Μετασχηματισμός Fourier

Α2. ΕΠΙΛΥΣΗ ΕΞΙΣΩΣΗΣ SCHRÖDINGER
Προβλήματα μίας διάστασης
Προβλήματα περισσοτέρων διαστάσεων
Χρόνος διάδοσης
Κεντρικό δυναμικό
Συστήματα πολλών ηλεκτρονίων

B. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΜΑΘΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ
Εισαγωγή στη Μηχανική Μάθηση
Μέθοδοι πυρήνα και εφαρμογές
FermiNet (Quantum Physics and Chemistry from First Principles)

Γ. Προαιρετικά
Επίλυση προχωρημένων θεμάτων Κβαντικής Φυσικής

A. ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ
Εισαγωγή στην θεωρία της πληροφορίας, κωδίκων και κρυπτογραφία
Eφαρμογές της θεωρίας της πληροφορίας σε κβαντικά συστήματα
Κβαντική πληροφορία
Διεμπλοκή (entanglement)
Κβαντική διόρθωση σφάλματος
Κβαντική κρυπτογραφία

Β. ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ
Αλγόριθμοι και υπολογιστική πολυπλοκότητα
Κβαντικές πύλες και κυκλώματα
Κβαντική θεωρία ελέγχου
Κβαντικοί αλγόριθμοι
Υλοποίηση κβαντικών υπολογιστών

Εισαγωγή στην Θεωρητική Πυρηνική Φυσική Εισαγωγή σε αριθμητικές μεθόδους επίλυσης προβλημάτων Επίλυση της εξίσωσης Schrodinger σε προβλήματα τριών διαστάσεων Αριθμητική επίλυση προβλημάτων σκέδασης στην Πυρηνική Φυσική Στοιχεία πίνακα αλληλεπίδρασης με εφαρμογές στην Πυρηνική Φυσική Υπολογισμοί αλληλεπίδρασης ζευγαρώματος στην Πυρηνική φυσική Υπολογισμός συντελεστών Clebsch-Gordan στην Πυρηνική Φυσική Αριθμητική επίλυση του προβλήματος του δευτερίου Εφαρμογή των νευρωνικών δικτύων στον υπολογισμό των πυρηνικών μαζών

Σύγχρονα Θέματα Κβαντομηχανικής. Κβαντική Οπτική.