F7136 Nonlocality, Entanglement and Geometry of Quantum Systems

Přírodovědecká fakulta
podzim 2012
Rozsah
2/1. 2 kr. (plus 2 za zk). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
Priv.-Doz. Dr. Beatrix C. Hiesmayr (přednášející)
Priv.-Doz. Dr. Beatrix C. Hiesmayr (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Priv.-Doz. Dr. Beatrix C. Hiesmayr
Dodavatelské pracoviště: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
At the end of the course students should have a basic knowledge of how to describe single, bipartite and multipartite quantum systems, about the new potentials entangled states provide over classical ones and have gained insight into the some possible applications such as quantum cryptography.
Osnova
  • I Density Matrix (Density Operator)
  • Description of a quantum state
  • Properties of Density Matrices
  • Equation of Motion
  • Density matrix for spin-1/2 particles, Bloch’s sphere
  • Density matrix for a pure spin state along an arbitrary direction
  • Density matrix for mixed states
  • Density matrix in thermal equilibrium
  • Composite quantum systems
  • Purification of a quantum state
  • Examples of composite states
  • II Entanglement
  • Bipartite entanglement
  • Measures of entanglement: EOF, Concurrence
  • Multipartite entanglement (basics)
  • Relativistic entanglement
  • III Quantum Teleportation
  • IV Bell Inequalities
  • The CHSH inequality
  • The Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu-Bell inequality
  • How to construct Bell inequalities generally
  • Examples: Photons, Neutrons
  • Examples: Kaonic Qubits
  • V Geometry of Entangled States in the Hilbert-Schmidt Space and Witnesses
  • Simplex: bipartite Qubits
  • Simplex: bipartite Qudits, bound entanglement
  • Simplex: multipartite Qubits
  • Master Equations
  • VI Quantum Cryptography and Secret Sharing
  • BB84
  • Ekert Protocol
  • Secret Sharing
  • …
Výukové metody
lectures combined with short problems that repeat, deepen and complement the subject teached; partly, there will be given time during the lectures to solve problems (in groups) and to discuss them immediately, partly, problems have to be solved at home and then presented; therefore, there will be no distinction between lecture course and problem solving course. The course will be as interactive as possible, e.g. there will be given possibilities for discussions
Metody hodnocení
There will be oral examinations. The problem solving part is examined by presence and presentations.
Vyučovací jazyk
Angličtina
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován jednorázově.
Výuka probíhá každý týden.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2012/F7136