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Séance de cours

Algèbre linéaire en mécanique quantique

Description

Cette séance de cours introduit l'application des concepts d'algèbre linéaire à la mécanique quantique, en se concentrant sur les états représentés par des vecteurs dans un espace à deux dimensions, la superposition, les mesures, les états séparables et enchevêtrés, et les mesures partielles. L'instructeur explique comment représenter les états physiques, effectuer des mesures et analyser les états enchevêtrés à l'aide de techniques d'algèbre linéaire.

Enseignant·e

Pierre Vandergheynst

Pierre Vandergheynst received the M.S. degree in physics and the Ph.D. degree in mathematical physics from the Université catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgium, in 1995 and 1998, respectively. From 1998 to 2001, he was a Postdoctoral Researcher with the Signal Processing Laboratory, Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Lausanne, Switzerland. He was Assistant Professor at EPFL (2002-2007), where he is now a Full Professor of Electrical Engineering and, by courtesy, of Computer and Communication Sciences. As of 2015, Prof. Vandergheynst serves as EPFL’s Vice-Provost for Education. His research focuses on harmonic analysis, sparse approximations and mathematical data processing in general with applications covering signal, image and high dimensional data processing, computer vision, machine learning, data science and graph-based data processing. He was co-Editor-in-Chief of Signal Processing (2002-2006), Associate Editor of the IEEE Transactions on Signal Processing (2007-2011), the flagship journal of the signal processing community and currently serves as Associate Editor of Computer Vision and Image Understanding and SIAM Imaging Sciences. He has been on the Technical Committee of various conferences, serves on the steering committee of the SPARS workshop and was co-General Chairman of the EUSIPCO 2008 conference. Pierre Vandergheynst is the author or co-author of more than 70 journal papers, one monograph and several book chapters. He has received two IEEE best paper awards. Professor Vandergheynst is a laureate of the Apple 2007 ARTS award and of the 2009-2010 De Boelpaepe prize of the Royal Academy of Sciences of Belgium.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (32)

Problème de la mesure quantique

Le problème de la mesure quantique consiste en un ensemble de problèmes, qui mettent en évidence des difficultés de corrélation entre les postulats de la mécanique quantique et le monde macroscopique tel qu'il nous apparaît ou tel qu'il est mesuré.

Separable state

In quantum mechanics, separable states are quantum states belonging to a composite space that can be factored into individual states belonging to separate subspaces. A state is said to be entangled if it is not separable. In general, determining if a state is separable is not straightforward and the problem is classed as NP-hard. Consider first composite states with two degrees of freedom, referred to as bipartite states. By a postulate of quantum mechanics these can be described as vectors in the tensor product space .

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.

États de Bell

Les états de Bell sont en informatique quantique les états d'intrication maximale de deux particules. Les quatre états ci-dessous à deux qubits, correspondant à une intrication maximale, sont désignés comme étant les États de Bell : (1) (2) (3) (4) vignette|Circuit quantique obtenant . Un circuit quantique composé d'une porte de Hadamard et d'une permet d'obtenir le premier état de Bell . Ce circuit est utilisé dans la téléportation quantique, dans lequel un deuxième circuit permet d'obtenir les quatre états de Bell.

Mesure faible

En mécanique quantique, une mesure faible (weak measurement en anglais) est une technique permettant de mesurer la valeur moyenne d'une observable d'un système quantique, en ne perturbant celui-ci que de manière négligeable. La théorie de ce type de mesure a été développé initialement par Yakir Aharonov, David Albert and Lev Vaidman en 1988.

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Séances de cours associées (48)

Les postulats de la mécanique quantique

Explore les postulats de la mécanique quantique, en se concentrant sur les états, l'évolution du temps et la mesure.

Illustration des bits quantiques

Couvre les postulats de la mécanique quantique et des exemples avec des bits quantiques, y compris les observables et les matrices unitaires.

Enveloppe quantique

Déplacez-vous dans l'enchevêtrement quantique, explorant l'état, l'évolution et la mesure des particules enchevêtrées.

Enveloppe quantique

Explore l'enchevêtrement quantique, les inégalités de Bell et l'auto-test dans les systèmes quantiques.

Introduction à la détection quantique

Introduit la détection quantique et la métrologie, en explorant les limites de précision et les cadres unifiés pour l'analyse avec les systèmes quantiques élémentaires.

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