Physical Basis for Quantum Information

2024/2025

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

6

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department of Quantum Technologies with Prokhorov General Physics Institute (RAS)

Course type:

Compulsory course

When:

4 year, 1, 2 module

Instructor

Федоров Михаил Владимирович

Программа дисциплины

Аннотация

Целями освоения дисциплины «Физические основы квантовой информатики» являются: • формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных представлений в области физических основ квантовой информатики, приобретение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы; • формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты; • развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели квантовой теории информации.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины «Физические основы квантовой информатики» являются: • формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных представлений в области физических основ квантовой информатики, приобретение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы; • формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты; • развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели квантовой теории информации.

Планируемые результаты обучения

• знает и умеет вычислить поляризационные состояния бифотонов, двухкубитные состояния – кутриты
• знает манипуляции с бифотонными состояниями с помощью пулуволновых и четверть-волновых пластинок и бимсплиттеров, приведение кутритов общего вида к форме разложения Шмидта, поляризация бифотонных состояний, конкарренс, связь степени перепутывания и степени поляризации кутритов.
• знает о синтезе новых двумерных материалов на элементов IV группы таблицы Менделеева (графен и т.п.)
• знает элементы квановоэлектродинамического описания
• умеет вычислить параметр степени перепутывания R
• умеет определить режимы рассеяния

Содержание учебной дисциплины

• Квантово-механическое описание излучения атомов, моды поля
• Перепутывание двухчастичных состояний с непрерывными переменными
• Спонтанное параметрическое рассеяние света
• Поляризационные состояния бифотонов
• Неколлинеарное спонтанное параметрическое рассеяние – гигантское азимутальное перепутывание.

Элементы контроля

• Экзамен
  Проводится: 2 модуль
• Контрольная работа
  Проводится: 2 модуль

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Nielsen, M. A., & Chuang, I. L. (2010). Quantum Computation and Quantum Information (Vol. 10th anniversary ed). Cambridge: Cambridge eText. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=352482
• Peres, A. (2002). Quantum Theory : Concepts and Methods. New York: Springer. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=69626

Рекомендуемая дополнительная литература

• Nielsen, M. A. (2005). Cluster-state quantum computation. https://doi.org/10.1016/S0034-4877(06)80014-5

Авторы

• Федоров Михаил Владимирович
• Панкратова Елена Игоревна