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Séance de cours

Ions piégés: Information quantique

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 les fondamentaux des ions piégés pour le traitement de l'information quantique, y compris les pièges à ions, les états qubits, les portes de phase géométrique, la porte Cirac-Zoller et la porte Mølmer-Sørensen. Il traite également des blocs de construction, des séquences de portes et de l'utilisation d'états auxiliaires dans l'optique quantique.

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 (25)

Trapped ion quantum computer

A trapped ion quantum computer is one proposed approach to a large-scale quantum computer. Ions, or charged atomic particles, can be confined and suspended in free space using electromagnetic fields. Qubits are stored in stable electronic states of each ion, and quantum information can be transferred through the collective quantized motion of the ions in a shared trap (interacting through the Coulomb force).

Ion trap

An ion trap is a combination of electric and/or magnetic fields used to capture charged particles — known as ions — often in a system isolated from an external environment. Atomic and molecular ion traps have a number of applications in physics and chemistry such as precision mass spectrometry, improved atomic frequency standards, and quantum computing. In comparison to neutral atom traps, ion traps have deeper trapping potentials (up to several electronvolts) that do not depend on the internal electronic structure of a trapped ion.

Qubit

En informatique quantique, un qubit ou qu-bit (quantum + bit ; prononcé ), parfois écrit qbit, est un système quantique à deux niveaux, qui représente la plus petite unité de stockage d'information quantique. Ces deux niveaux, notés et selon le formalisme de Dirac, représentent chacun un état de base du qubit et en font donc l'analogue quantique du bit. Grâce à la propriété de superposition quantique, un qubit stocke une information qualitativement différente de celle d'un bit.

Information quantique

La théorie de l'information quantique, parfois abrégée simplement en information quantique, est un développement de la théorie de l'information de Claude Shannon exploitant les propriétés de la mécanique quantique, notamment le principe de superposition ou encore l'intrication. L'unité qui est utilisée pour quantifier l'information quantique est le qubit, par analogie avec le bit d'information classique.

Quadrupole ion trap

In experimental physics, a quadrupole ion trap or paul trap is a type of ion trap that uses dynamic electric fields to trap charged particles. They are also called radio frequency (RF) traps or Paul traps in honor of Wolfgang Paul, who invented the device and shared the Nobel Prize in Physics in 1989 for this work. It is used as a component of a mass spectrometer or a trapped ion quantum computer. A charged particle, such as an atomic or molecular ion, feels a force from an electric field.

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Qubit

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