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Séance de cours

Systèmes bipartis - Entanglement

Dans cours

PHYS-454: Quantum optics and quantum information

This lecture describes advanced concepts and applications of quantum optics. It emphasizes the connection with ongoing research, and with the fast growing field of quantum technologies. The topics cover some aspects of quantum information processing, quant ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept d'enchevêtrement dans les systèmes bipartites, en se concentrant sur l'entropie, la décomposition de Schmidt et en fournissant des exemples. Il traite de la purification des matrices de densité et des états de Bell, en mettant l'accent sur le lien entre l'intrication et les gaz quantiques.

Enseignant·e

Jean-Philippe Brantut

I did my PhD at the Institut d'Optique under the direction of Philippe Bouyer and Alain Aspect, before moving to ETHZ in the group of Tilman Esslinger, first as a post-doc then as a senior scientist. There I developed in particular the method allowing for a quantum simulation of nano-electronic devices with ultracold quantum gases.Since september 2016, I hold the Fondation Sandoz chair in physics of quantum gases at EPFL. There, my group has developed the first cold atoms machine combining Fermi gases with cavity-quantum electrodynamics. We use it to explore new ways of measuring and manipulating quantum matter.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (32)

Intrication quantique

En mécanique quantique, l'intrication quantique, ou enchevêtrement quantique, est un phénomène dans lequel deux particules (ou groupes de particules) forment un système lié, et présentent des états quantiques dépendant l'un de l'autre quelle que soit la distance qui les sépare. Un tel état est dit « intriqué » ou « enchevêtré », parce qu'il existe des corrélations entre les propriétés physiques observées de ces particules distinctes. En effet, le théorème de Bell démontre que l'intrication donne lieu à des actions non locales.

Entropie (thermodynamique)

L'entropie est une grandeur physique qui caractérise le degré de désorganisation d'un système. Introduite en 1865 par Rudolf Clausius, elle est nommée à partir du grec , littéralement « action de se retourner » pris au sens de « action de se transformer ». En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état extensive (c'est-à-dire, proportionnelle à la quantité de matière dans le système considéré). Elle est généralement notée , et dans le Système international d'unités elle s'exprime en joules par kelvin ().

Schmidt decomposition

In linear algebra, the Schmidt decomposition (named after its originator Erhard Schmidt) refers to a particular way of expressing a vector in the tensor product of two inner product spaces. It has numerous applications in quantum information theory, for example in entanglement characterization and in state purification, and plasticity. Let and be Hilbert spaces of dimensions n and m respectively. Assume . For any vector in the tensor product , there exist orthonormal sets and such that , where the scalars are real, non-negative, and unique up to re-ordering.

Décomposition QR

En algèbre linéaire, la décomposition QR (appelée aussi, factorisation QR ou décomposition QU) d'une matrice A est une décomposition de la forme où Q est une matrice orthogonale (QQ=I), et R une matrice triangulaire supérieure. Ce type de décomposition est souvent utilisé pour le calcul de solutions de systèmes linéaires non carrés, notamment pour déterminer la pseudo-inverse d'une matrice. En effet, les systèmes linéaires AX = Y peuvent alors s'écrire : QRX = Y ou RX = QY.

Décomposition en valeurs singulières

En mathématiques, le procédé d'algèbre linéaire de décomposition en valeurs singulières (ou SVD, de l'anglais singular value decomposition) d'une matrice est un outil important de factorisation des matrices rectangulaires réelles ou complexes. Ses applications s'étendent du traitement du signal aux statistiques, en passant par la météorologie. Le théorème spectral énonce qu'une matrice normale peut être diagonalisée par une base orthonormée de vecteurs propres.

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Séances de cours associées (56)

Matrice de densité: Mélanges statistiques

Couvre la matrice de densité et les mélanges statistiques dans les systèmes quantiques, soulignant l'importance de comprendre le mélange statistique des états.

Information quantique : matrices de densité

Explore les matrices de densité, la représentation des états quantiques et l'entropie dans l'information quantique.

Entropie quantique

Couvre l'entropie quantique, les matrices de densité et l'enchevêtrement dans la théorie de l'information quantique.

Identité thermodynamique : Entropie et énergie

Explore l'identité thermodynamique, la relation entropie-température et la définition de la pression, illustrant les principes clés avec des exemples pratiques.

Von Neumann Entropie : Matrice mixte de l'état et de la densité

Explore Von Neumann Entropy dans des états mixtes et des matrices de densité, y compris des bits quantiques et des systèmes enchevêtrés.

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Entropie (thermodynamique)

Schmidt decomposition

Décomposition QR

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