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Quanteninformation und Ultrakalte Atome SS17
Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter
Allgemeine Information
- Hinweis: Die Klausureinsicht findet am Donnerstag, den 12.10.2017 von 11:00 bis 12:00 Uhr, im Raum Phys 01.112 statt.
- Hinweis: Die Klausureinsicht findet am Montag, den 21.08.2017 von 11:00 bis 12:30 Uhr, im Raum Phys 01.101 statt.
- Hinweise: Die Klausur findet am Donnerstag, den 03.08.2017, von 10:15 Uhr bis 11:45 Uhr im Raum OSZ H1 statt. Die Nachklausur findet am Dienstag, den 26.09.2017, von 10:15 Uhr bis 11:45 Uhr im Raum Phys 02.116a+b statt.
- Vorlesungsbeginn ist der 18.04.2017.
- Für die Teilnahme am Übungsbetrieb ist eine Anmeldung für die Vorlesung und ein Tutorium notwendig. Treten Sie bitte (ab 14:00, Dienstag, den 18.04.2017) der Gruppe "Quanteninformation und Ultrakalte Atome SS17" und einer entsprechenden Tutoriumsgruppe (wählen Sie bitte nur eine Gruppe!) im eLearning-Portal bei (https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/goto_FB13-PhysikOnline_crs_13654.html; melden Sie sich dazu mit Ihrem HRZ-Account an > Hofstetter > Quanteninformation und Ultrakalte Atome SS17). Tutorien sind auf max. 15 Personen beschrankt.
- Tutorien beginnen am 24.04.2017.
Kurzbeschreibung
-
Quanteninformationstheorie und Quantencomputing
-
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
Termine | Raum | |
---|---|---|
Dienstags | 12:00 - 14:00 | 02.116 |
Donnerstags | 12:00 - 14:00 | 02.116 |
Vorlesungsskript
Lecture | Date | Topic | Script (pdf) | Complete Script and papers (pdf) |
---|---|---|---|---|
1-2 | 18.04; 20.04 | Einführung, Quantenlogik, Quantenteleportation | Vorlesung 1-2_pre | Vorlesung1, Quantenteleportation über 143 km |
3-4 | 25.04; 27.04 | EPR Paradoxon, Schmidt-Zerlegung, Shannon-Codierungstheoreme, von Neumann-Entropie | Vorlesung 3-4_pre | |
5-6 | 02.05; 04.05 | Quanten-Datenkompression | Vorlesung 5-6_pre | Vorlesung1-8 |
7-8 | 09.05; 11.05 | Klassische Information durch einen Quantenkanal, Quantenoperationen, Holevo-Bound, Quantenkryptograhie | Vorlesung 7-8_pre | Quantenoperationen und verallgemeinerte Messungen, Atom-Photon quantum gate |
9-10 | 16.05; 18.05 | Quantenparallelismus, Grover-Algorithmus zur Suche in einer Datenbank | Vorlesung 9-10_pre | Quantum key distribution over 144km |
11 | 23.05 | Quanten-Fouriertransformation, Shor-Algorithmus | Vorlesung 11_pre | Vorlesung9-11 |
12-13 | 30.05; 01.06 | Vielteilchensysteme und zweite Quantisierung | Vorlesung 12-13_pre | Vorlesung12-13 |
14-15 | 06.06; 08.06 | Bose-Einstein-Kondensation und spontane Symmetriebrechung | Vorlesung 14-15_pre | Vorlesung14-18 |
16 | 13.06 | Bogoliubov-Theorie, Phononen | Vorlesung 16_pre | Messung der Bogoliubov-Transformation |
17-18 | 20.06; 22.06 | Gross-Pitaevskii-Theorie, Suprafluidität, Landau-Kriterium, Fermisee | Vorlesung 17-18a_pre; Vorlesung 17-18b_pre | Suprafluidität und kritische Geschwindigkeit eines BECs, Suprafluidität und BKT-Übergang in einem 2d BEC |
19-20 | 27.06; 29.06 | Fermionische Korrelationen, Bunching und Antibunching, Handout zur Physik ultrakalter Quantengase | Vorlesung 19-20_pre | |
21-22 | 04.07; 06.07 | Interferenz von BECs, Fermi-Flüssigkeitstheorie, Cooper-Paare | Vorlesung 21-22_pre | Interferenz von BEC's 1, 2 |
23-24 | 11.07; 13.07 | BCS-Theorie, optische Gitter, Hubbard-Modell | Vorlesung 23_pre, Vorlesung 24_pre | Vorlesung19-24 |
25-26 | 18.07; 20.07 | Bloch-Oszillationen, Superfluid-Mott-Übergang | Vorlesung 25-26_pre | Vorlesung25-26 |
Übungsblätter
Lecture | Date | Topic |
---|---|---|
1 | 18.04 | single qubit gates and density operators for qubit systems |
2 | 25.04 | quantum teleportation, the Bell inequality and purification |
3 | 02.05 | fidelity, Schmidt decomposition and von Neumann entropy |
4 | 09.05 | entropy, mutual information and approximate cloning |
5 | 16.05 | transmitting classical information and quantum operation |
6 | 23.05 | quantum cryptography, Grover-Algorithm and Bernstein-Vazirani problem |
7 | 30.05 | quantum phase estimation, order-finding problem and Shor-Algorithm |
8 | 06.06 | Fock space, occupation number representation and second quantization |
9 | 13.06 | long-range order and Bose-Einstein condensation |
10 | 20.06 | Bogoliubov theory, BEC in the 'box' and Thomas-Fermi approximation |
11 | 27.06 | quantum statistics and Hartree-Fock approximation |
12 | 04.07 | density fluctuations for BEC and static structure factor for Fermi gas |
Literatur
Autor | Titel | Verlag |
---|---|---|
C.J. Pethick and H. Smith |
Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases |
Cambridge University Press, 2nd Edition, 2008 |
M.A. Nielsen and I.L. Chuang |
Quantum Computation and Quantum Information |
Cambridge University Press, 2011 |
F. Schwabl |
Quantenmechanik für Fortgeschrittene |
Springer, 5. Auflage, 2008 |
L.P. Pitaevskii and S. Stringari |
Bose-Einstein Condensation |
Oxford University Press, 2003 |