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Diamond Materials

Diamond Materials for Quantum Application

23. September 2014: The DFG research group FOR 1493 “Diamond Materials and Quantum Applications” goes into its second funding period. FOR1493 is a national research consortium funded by the Deutsche Forsch-ungsgemeinschaft.

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ERC Advanced Grant

ERC

Vorlesung SS 2015: Quanteninformationsverarbeitung 2

Dozenten:
J. Wrachtrup

Infos:
Vorlesung: Quanteninformationsverarbeitung 2
Raum: Raum 6.331 (tbc)
Zeit: Di., 9:45 – 11:30 (Start: 14.04.2015)
Sprache: Deutsch
Teilnehmer: Master-/Bachelor-Studenten


Die Vorlesung wird sich mit den physikalischen Grundlagen der Realisierung von Quantencomputern beschäftigen. Wir werden verschiedene Hardwarekonzepte analysieren und miteinander vergleichen. Weiterhin werden wir verschiedene Konzepte für Quantencomputer untersuchen. Während adiabatische Quantencomputer bereits erste Ergebnisse als Quantensimulatoren aufweisen können, steckt die Realisierung von digitalen Quantencomputern noch in den Kinderschuhen. Neben der Verarbeitung von Information stellt die Kommunikation und sicherer Verschlüsselung (Quantenkryptographie) von Information ein wichtiges Arbeitsfeld der Quanteninformationsverarbeitung dar. In der Regel basiert die Quantenkryptographie auf der Kodierung einzelner Bits durch einzelne Photonen. Da diese aber eine begrenzte Reichweite aufweisen sind Konzepte für Quantenrepeater für die langreichweitige Quantenkommunikation und das Quanteninternet entwickelt worden. Im Rahmen der Vorlesung werden wir uns mit diesen Konzepten beschäftigen und erste experimentelle Realisierungen analysieren.

Inhalt

1. Supraleitende Qubits
1.1. H-Atom
1.2. Elektrischer Schwingkreis
1.3. Algebraische Beschreibung des LC-Kreises
1.4. Supraleiter und Supraleitende Qubits
1.5. SL Qubits, Cooper pair box und statische Aufladung
1.5 b Josephson-Junction und Quantisierung
1.5 a Grundlagen der QR von Josephson-Junctions
1.5 c Cooper pair box und andere SL Qubits
1.5 d Analyse kompl. Hamiltonian
1.5 e Induktiv abgeschlossene Qubits
1.6. Phase Qubits
1.7. Induktiv kurzgeschlossene Qubits

2. Rauschen und Dekohärenz in SL Qubits
2.1. Beispiel 2 Niveau System

3. Einführung in die Resonator- und Schaltkreis-Quantenelektrodynamik
3.1. Koaxial Resonatoren
3.2. Cavity QED – experimentelle Voraussetzungen
3.3. Quantensignaturen von Schaltkreisen
3.4. Auslesen und Kontrolle
3.5. Kopplung und Verschränkung von 2 Qubits

4. Quantenfehlerkorrektur
4.1. Typen von Fehlerkorrekturen
4.2 Stabilizer – Formalismus
4.3 Tory Code

5. Quantum Memories
5.1. Anwendung von Quantenspeichern
5.2. Quanten Memories für Photonen
5.3. Elektronische Energieniveaus in Quantenmemories
5.4. Elektromagentisch induzierte Transparenz
5.5. Photon Echo Memories
5.6. Bemerkungen