Séance de cours

Systèmes bipartis : Enchevêtrement

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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 explore le concept de systèmes bipartites et d'intrication, en commençant par la définition de la matrice de densité et des états mixtes purs. L'instructeur explique comment définir correctement l'intrication, interpréter les mesures et discuter de l'importance de la matrice de densité dans l'information quantique et l'optique. La séance de cours couvre la définition opérationnelle de l'intrication, l'opération de trace partielle, les états purs, les états de produit et les états intriqués. Il met l'accent sur la signification des matrices de densité dans la représentation des ensembles d'états et explore le concept de trace de pureté pour déterminer la pureté d'une matrice de densité.

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.

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Concepts associés (12)

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.

Quantum information science

Quantum information science is a field that combines the principles of quantum mechanics with information science to study the processing, analysis, and transmission of information. It covers both theoretical and experimental aspects of quantum physics, including the limits of what can be achieved with quantum information. The term quantum information theory is sometimes used, but it does not include experimental research and can be confused with a subfield of quantum information science that deals with the processing of quantum information.

Optique quantique

L’optique quantique désigne l'ensemble des expériences dans lesquelles la lumière ou bien l'interaction entre lumière et matière doivent être quantifiées. C'est un domaine de recherche en plein essor, à la frontière entre la mécanique quantique et l'optique. Dans le cadre de l’optique quantique, la lumière est considérée comme constituée de photons, objets quantiques qui se comportent : comme des corpuscules dans leurs interactions avec la matière, et comme des ondes pour leur propagation.

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.

Matrice densité

En physique quantique, la matrice densité, souvent représentée par , est un objet mathématique introduit par le mathématicien et physicien John von Neumann permettant de décrire l'état d'un système physique. Elle constitue une généralisation de la formulation d'un état physique à l'aide d'un ket , en permettant de décrire des états plus généraux, appelés mélanges statistiques, que la précédente formulation ne permettait pas de décrire.

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Séances de cours associées (64)

La matrice de densité formalisme

Explore le formalisme de la matrice de densité en mécanique quantique, y compris l'enchevêtrement et les propriétés de la matrice de densité.

Entropie quantique

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

Information quantique: Polarisation

Explore l'information quantique sur les expériences de polarisation et les observations particulières dans le comportement des photons.

Entremêlement quantique: de Einstein à Bell

Déplacez-vous dans le voyage des débats d'Einstein et de Bell vers les applications pratiques de l'enchevêtrement quantique, y compris la téléportation quantique et la distribution clé.

Systèmes bipartis - Entanglement

Couvre le concept d'enchevêtrement dans les systèmes bipartites, en se concentrant sur l'entropie et la décomposition de Schmidt.

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