Kvantelektronik och kvantoptik

Mål

Efter genomgången kurs ska kunna studenten:1. Förstå och beskriva grunderna för kvantinformationsteori.2. Förstå och beskriva grunderna för kvantoptik.3. Förstå och beskriv den fysiska hårdvaran som används för att utföra kvantinformationsprotokoll.4. Implementera och mäta enkla experiment som utnyttjar fysiska fenomen som används för bearbetning av kvantinformation.

Innehåll

• Kvantinformationsteori: kvanttillstånd, kvantöverlagring, mätningar, kvantintrassling, Dirac-notation, kvantfördelar, kvantavbildning, kvantkommunikation, kvantberäkning, kvantbitar och kvantiteter, kodning och detektion.• Kvantoptik: fotonstatistik, koherenta och termiska tillstånd, super- och subpoissoniskt ljus, termiskt ljus, koherenta tillstånd, fotonsamling och anti-klumpning, tvåfotoninterferens, kvantavbildning.• Hårdvara för kvantinformationsbehandling: enfotonkällor: dämpade optiska pulser, spontan parametrisk nedkonvertering, kvantpunkter, mikroringresonatorer. Kisel- och kiseldioxidbaserade integrerade fotoniska kretsar, vågledare, riktningskopplare, filter, fasskiftare och andra integrerade komponenter, singelfotondetektorer, koincidensdetektering. Realisering av kvantdatorer: jonfälla, kvantelektrodynamik (QED) för kaviteter, kärnmagnetisk resonans, supraledande kvantbitar, kvantpunkter och föroreningar i halvledarmaterial, adiabatiska och topologiska kvantdatorer.