Профессор М.В. Фистуль (г. Бохум, Германия) прочтет двухнедельный курс лекций магистрам ММФ-1 и всем желающим на тему «Физические принципы квантовой информации и макроскопические квантовые явления в сверхпроводящих (Джозефсоновских) системах».
Лекции состоятся по средам и четвергам 13,14 20, 21 ноября с 12:40 до 14:30 в аудитории «МИСиС»: главный корпус, Б-725(7-й этаж).
Профессор М.В. Фистуль (г. Бохум, Германия) прочтет двухнедельный курс лекций магистрам ММФ-1 и всем желающим на тему «Физические принципы квантовой информации и макроскопические квантовые явления в сверхпроводящих (Джозефсоновских) системах».Лекции состоятся по средам и четвергам 13,14 20, 21 ноября с 12:40 до 14:30 в аудитории «МИСиС»: главный корпус, Б-725
Лекции состоятся по средам и четвергам 13,14 20, 21 ноября с 12:40 до 14:30 в аудитории «МИСиС»: главный корпус, Б-725
Квантовые динамические процессы, то есть изменение во времени состояний системы, подчиняющеся законам квантовой механики, могут быть использованы для разработки новых методов вычислений и передачи информации (квантовая информация).
В первой части курса лекций (3 лекции, 6 часов) будут даны основные представления о различных явлениях в области квантовой информации. Будут рассмотрены принципы работы «квантового компьютера», «адиабатического квантового компьютера». квантовые логические операции и алгоритмы, «квантовые игры» квантовая телепортация и квантовая криптография.
Такие известные в атомной физике и оптике квантовые динамические процессы, как квантовое туннелирование, расщепление квантовых уровней (квантовые биения), осцилляции Раби, полосы Рамзи, могут наблюдаться на макроскопическом уровне в различных сверхпроводящих системах. Перспективными системами для наблюдения таких и более сложных макроскопических квантовых эффектов, являются одиночные джозефсоновские контакты (ДК), один или несколько ДК вставленных в сверхпроводящие кольцо (СКВИДы), ДК малых размеров, или ДК вставленные в полосковую линию. Макроскопические квантовые эффекты могут быть использованы для физической реализации приборов квантовой информации.
Во второй части курса лекций (3 лекции 6 часов) будут представлены теоретические основы работы различных сверхпроводящих систем в макроскопическом квантовом режиме. Будут рассмотрены вопросы, связанные с выбором параметров этих систем, влиянием температуры и диссипации, взаимодействием с микроволновым излучением и измерением макроскопических квантовых эффектов.
В лекциях планируется рассмотреть
I. Физические принципы квантовой информации
1. Квантовые вычисления:А) кубиты, управление кубитами, квантовые логические операции
Б) простые квантовые алгоритмы, «квантовые игры»
2. Квантовая телепортация и криптография
А) квантовая запутанность, телепортация
Б) квантовая криптография, сложные квантовые алгоритмы
3. Адиабатический квантовый компьютер
А) Адиабатические процессы в квантовой механике
Б) адиабатический квантовый компьютер, «квантовый отжиг»
II. Сверхпроводящие системы для процессов квантовой информации
1. Сверхпроводящие системы: потенциал, эффективная масса, уровни энергии, частота осцилляцийА) Одиночные джозефсоновские контакты (ДК)-фазовый и зарядовый кубиты
Б) одиночный ДК и несколько ДК встроенных в сверпроводящее кольцо: роль размеров кольца
В) ДК встроенные в полосковую передающую линию
2. Макроскопические квантовые эффекты: температура, диссипация, взаимодействие с микроволновым излучением
А) Макроскопическое квантовое туннелирование (МКТ)
Б) Резонансное усиление МКТ микроволновым излучением
В) Раби осцилляции
Г) Рамзи полосы и «спин-эхо» эффект
Д) взаимодействие ДК с фотонами в полосковой линии.
3. Измерения макроскопических квантовых эффектов
А) Переход из сверхпроводящего в резистивное состояние
Б) Индуктивные измерения
В) Отражение волны, проходящей по полосковой линии.
