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Quanteninformation und Ultrakalte Atome SS24
Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter
Allgemeine Information
- Wenn Sie nach der neuen Studienordnung (BAMA-Physik) studieren, können Sie die Credit Points dieser Vorlesung nicht unbenotet einbringen. Sie müssen in diesem Fall die Modulprüfung erfolgreich absolvieren, um die Credit Points benotet einzubringen.
- Die Anmeldung für die Vorlesung und das Tutorium erfolgt über OLAT. Auch Benachrichtigungen und Mitteilungen zur Vorlesung erhalten Sie über das Lernportal OLAT (olat-ce.server.uni-frankfurt.de ). Loggen Sie sich bitte mit Ihrem HRZ-Account im OLAT ein und suchen Sie mit der Suchfunktion den Kurs "Quanteninformation und Ultrakalte Atome (SoSe 2024)". Gehen Sie dort auf "Einschreibung" und schreiben Sie sich (ab 1.4.2024) für den Kurs und das Tutorium ein.
- Das Skript der Vorlesung stellen wir online, auf der webpage unserer Vorlesung, im Abschnitt "Vorlesungsskript", zum download zur Verfügung. Hierfür wird ab der zweiten Vorlesungswoche eine Zugangsinformation benötigt, die wir Ihnen rechtzeitig zusenden werden, wenn Sie sich wie oben angegeben auf dem OLAT Lernportal für die Vorlesung angemeldet haben.
- Falls Sie Ihr Übungsblatt elektronisch einreichen wollen, beachten Sie bitte die folgenden Instruktionen, wie Sie die PDF-Datei Ihres Übungsblattes benennen sollen und wie diese PDF-Datei auf OLAT hochgeladen werden soll: Bitte reichen Sie Ihr Übungsblatt als eine einzige pdf-Datei ein. Bitte wählen Sie als Dateinamen die Nummer des Übungsblattes und Ihren Namen, wie folgt: Übungsblatt_*nr*_*name*.pdf, wobei *nr* und *name* ersetzt werden müssen durch die Nummer des Übungsblattes bzw. Ihren Namen. Auf der OLAT-Webpage des Kurses "Quanteninformation und Ultrakalte Atome (SoSe 2024)" sehen Sie die Liste der Übungsblätter. Sie sollten nun auf dasjenige Übungsblatt klicken, dessen Lösung Sie hochladen möchten. Oben auf der neuen Seite finden Sie nun den Zeitraum für das Einreichen der Übungsblätter und darunter ein Symbol zum Hochladen Ihrer Lösung; bitte klicken Sie darauf und laden Sie Ihre Lösung hoch. Der Screenshot, der für das Einreichen hilfreich sein kann, finden Sie hier.
- Die Übungsblätter werden jeweils dienstags in der Vorlesung zur Verfügung gestellt. Sie haben dann eine Woche Zeit, diese zu bearbeiten. Die Abgabe der Übungsblätter erfolgt jeweils dienstags bis spätestens 13:45 Uhr. Die Abgabe ist entweder während der Vorlesung (in einen der dort bereitgestellten Kästen) möglich, oder alternativ über die Lernplattform OLAT. Bei elektronischer Abgabe ist es Ihre Verantwortung, sicherzustellen, dass der Tutor Ihren Scan ohne Probleme lesen kann.
- Voraussetzung für den Erhalt der Credit Points (unbenotet) dieser Vorlesung ist die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen, d.h. der Erhalt des Scheins. Für den Erhalt von benoteten Credit Points ist zusätzlich eine Teilnahme an der Modulprüfung notwendig.
- Um einen Schein und die Zulassung zur Modulprüfung zu erhalten, werden mindestens 50% der regulären Gesamtpunkte (d.h. ohne Bonuspunkte) der Übungsaufgaben benötigt, und man darf nicht mehr als 3 mal im Tutorium abwesend sein.
- Die erste Vorlesung findet am 16.4.2024 statt.
- Tutorien beginnen am 24.4.2024.
- Die Vorlesung wird in deutscher Sprache gehalten.
- Für allgemeine Informationen zum Kurs wenden Sie sich bitte an den Übungsgruppenkoordinator Dr. Renan da Silva Souza und für Fragen zu Übungen und Benotung an den Tutor Bastian Schindler.
Kurzbeschreibung
-
Quanteninformationstheorie (Qbits, Verschränkung, Quanten-Datenkompression, Holevo bound)
- Quantenkryptographie
-
Quantencomputing (Quantenparallelismus, Grover-Algorithmus, Quanten-Fouriertransformation, Shor-Algorithmus)
-
Quantenfehlerkorrektur
-
Vielteilchensysteme und zweite Quantisierung
-
Wechselwirkende bosonische Systeme und Bose-Einstein-Kondensation
-
Suprafluidität wechselwirkender Fermionen, BCS-Theorie
- Optische Gitter und Hubbard Modelle, Suprafluid-Mott-Isolator Quantenphasenübergang,
Bloch-Oszillationen
- Topologische Quantenphasen und Synthetische Eichfelder
Vorlesung
Termine | Raum |
---|---|
Di 12:00-14:00 | Phys _01.114 |
Do 12:00-14:00 | Phys _01.114 |
Übungsgruppenkoordinator
Dr. Renan da Silva Souza
Email: souza@itp.uni-frankfurt.de
Raum: 01.137
Sprechstunde: Di. 14:00-16:00
Tutorium
Termine | Raum | Tutor |
---|---|---|
Mi 14:00-16:00 | Phys 01.114 | Bastian Schindler |
Vorlesungsskript
VL | Datum | Thema | Lückenskript (pdf) | Skript (pdf) | Ergänzendes Material |
---|---|---|---|---|---|
1-2 | 16.04 18.04 |
Einführung, Quantenlogik | Vorlesung 1 Vorlesung 2 |
Vorlesung 1 Vorlesung 2 |
Quantum computational advantage using a programmable superconducting processor; Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometers; Quantum simulation of strongly correlated condensed matter systems; 256-Atom Programmable Quantum Simulator; Quantum teleportation over 143 km |
3-4 | 23.04 25.04 |
Quantenteleportation, EPR Paradoxon, Schmidt-Zerlegung, Shannon-Codierungstheoreme | Vorlesung 3 Vorlesung 4 |
Vorlesung 3 Vorlesung 4 |
Experimenteller Test der Bell'schen Ungleichung; logische Qbits aus Neutralatomen |
5-6 | 30.04 02.05 |
von Neumann-Entropie, Quanten-Datenkompression | Vorlesung 5 | ||
Übungsblätter
VL | Datum | Thema | |
---|---|---|---|
1 | 16.04 | 1-Qbit Gates, Quanten-Zeno-Effekt, Bloch-Kugel für gemischte Zustände eines Qbits und Reduzierter Dichteoperator | Übung 1 |
2 | 23.04 | Quantenteleportation, Bell-Ungleichung, Purifikation, CNOT Basistransformation | Übung 2 |
Literatur
Autor | Titel | Verlag |
---|---|---|
C. J. Pethick & |
Bose-Einstein Condensation |
Cambridge University Press, |
M. A. Nielsen & |
Quantum Computation and |
Cambridge University Press, 2011 |
N. D. Mermin |
Quantum Computer Science: |
Cambridge University Press, 2007 |
S. Barnett |
Quantum Information |
Oxford University Press, 2003 |
F. Schwabl |
Quantenmechanik für |
Springer, 5. Auflage, 2008 |
L. P. Pitaevskii & |
Bose-Einstein Condensation |
Oxford University Press, 2003 |