Спецкурсы
Физические основы квантовой информатики
Лектор
Максим Валериевич Федоров
Сколтех
Профессор, д.х.н.
Аннотация
Цель курса — дать практические знания в области физики получения, использования перепутваных бифотонных состояний, их свойств, способов измерений и различных проявлений и применений.
Программа курса
- Понятие перепутывания состояний квантовых частиц. Разложение Шмидта для двухчастичных состояний и параметр степени перепутывания Шмидта. Понятия матрицы плотности и редуцированной матрицы плотности двухчастичных состояний.
- Параметр степени перепутывания, определяемый как отношение ширин одночастичных безусловного и условного распределений плотности вероятности.
- Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена и ЭПР параметр степени перепутывания.
- Спонтанное параметрическое рассеяние света. Режимы и типы синхронизма. Способы измерений.
- Поляризационные одно и двух-фотонные состояния, кубиты, кутриты и кукварты. Перепутывание, параметр степени перепутывания — конкарренс. Связь с параметром степени перепутывания Шмидта. Состояния Белла.
- Связь между степенью перепутывания и степенью поляризации поляризационных состояний кутритов. Представление на сфере Пуанкаре.
- Манипуляции с поляризационными состояниями на бимсплиттерах и с помощью фазовых пластинок. Матрицы Джонса.
- Квантовая телепортация.
- Спектральное перепутывание бифотонных состояний.
- Неколлинеарный режим спонтанного параметрического рассеяния. Перепутывание состояний по переменным азимутальных и полярных углов фотонов.
Литература
- Л. Д. Ландау, Е.М. Лифшиц,. Теоретическая физика: Т. VIII «Электродинамика сплошных сред», ИЛ (1963). М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. —656 с
- Д. Н. Клышко, Фотоны и нелинейная оптика, М.: Наука, 1980
- Г. Г. Гурзадян, В.Г. Дмитриев, Д.Н. Никогосян, «СПРАВОЧНИК, Нелинейно-оптические кристаллы, свойства и применения в квантовой электронике», М. «Раlио и Связь» 1991