Séance de cours

Information quantique: Bloch Sphere et Gates

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Dans cours

QUANT-400: Introduction to quantum science and technology

A broad view of the diverse aspects of the field is provided: quantum physics, communication, quantum computation, simulation of physical systems, physics of qubit platforms, hardware technologies. Students will grasp the field as a whole and better orient ...

Description

Cette séance de cours couvre les fondamentaux de l'information quantique, en se concentrant sur la représentation de la sphère Bloch, les portes quantiques de base et les mesures. L'instructeur explique le concept de qubits comme l'unité de base de l'information quantique, illustrant le système quantique à deux niveaux et le calcul classique. Diverses opérations quantiques telles que la notation des freins et la manipulation du qubit sont discutées, ce qui conduit à une introduction aux portes quantiques comme les portes CNOT et NON. La séance de cours se penche également sur l'application des portes quantiques dans le calcul quantique, soulignant l'importance de comprendre les états quantiques et leur manipulation.

Enseignant·e·s (7)

Vincenzo Savona

De nationalité italienne, Vincenzo Savona est né en 1969. Il effectue ses études de physique à lEcole normale supérieure de Pise et à lUniversité de Pise. Puis il entreprend une thèse de doctorat à lInstitut de physique théorique de lEPFL. Il effectue des recherches post-doctorales à lEPFL, puis à lInstitut de physique de lUniversité Humboldt de Berlin. En 2002, il revient à lEPFL pour y constituer son groupe de recherche, bénéficiant dun subside «professeur boursier» du Fonds national suisse de la recherche scientifique. En 2006, il est nommé professeur assistant tenure-track à lEPFL et intègre le NCCR de photonique quantique. En 2010 il est nommé professeur associé. Actuellement, il dirige le Laboratoire de physique théorique des nanosystèmes.

Nicolas Macris

Nicolas Macris received the PhD degree in theoretical physics from EPFL and then pursued his scientific activity at the mathematics department of Rutgers University (NJ, USA). He then joined the Faculty of Basic Science of EPFL, working in the field of quantum statistical mechanics and mathematical aspects of the quantum Hall effect. Since 2005 he is with the Communication Theories Laboratory and Information Processing group of the School of Communication and Computer Science and currently works at the interface of statistical mechanics, information theory and error correcting codes, inference and learning theory. He held long-term visiting appointments and collaborations with the University College and the Institute of Advanced studies in Dublin, the Ecole Normale Supérieure de Lyon, the Centre de Physique Theorique Luminy Marseille, Paris XI Orsay, the ETH Zürich and more recently Los Alamos National Lab. CV and publication list.

Mihai Adrian Ionescu

D'origine et de nationalités roumaine et suisse, Mihai-Adrian Ionescu est né en 1965. Après le doctorat en Physique des Composants à Semiconducteurs de lInstitut National Polytechnique de Grenoble, M. Ionescu a travaillé comme chercheur post-doctoral au LETI-CEA Grenoble, sur la caractérisation des diélectriques low-k pour les technologies submicroniques CMOS. Après une courte période au sein du CNRS, comme chargé de recherche 1ere Classe il a effectué un séjour post-doctoral au Center for Integrated Systems, Stanford University, USA. Actuellement il est Professeur Nanoélectronique à lEcole Polytechnique Fédérale de Lausanne.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (31)

Informatique quantique

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'utilisant que des phénomènes de physique classique, notamment de l'électricité (exemple du transistor) ou de mécanique classique (exemple historique de la machine analytique). En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes de la mécanique quantique, à savoir l'intrication quantique et la superposition.

Porte quantique

En informatique quantique, et plus précisément dans le modèle de de calcul, une porte quantique (ou porte logique quantique) est un circuit quantique élémentaire opérant sur un petit nombre de qubits. Les portes quantiques sont les briques de base des circuits quantiques, comme le sont les portes logiques classiques pour des circuits numériques classiques. Contrairement à de nombreuses portes logiques classiques, les portes logiques quantique sont « réversibles ».

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.

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.

Controlled NOT gate

In computer science, the controlled NOT gate (also C-NOT or CNOT), controlled-X gate, controlled-bit-flip gate, Feynman gate or controlled Pauli-X is a quantum logic gate that is an essential component in the construction of a gate-based quantum computer. It can be used to entangle and disentangle Bell states. Any quantum circuit can be simulated to an arbitrary degree of accuracy using a combination of CNOT gates and single qubit rotations. The gate is sometimes named after Richard Feynman who developed an early notation for quantum gate diagrams in 1986.

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Séances de cours associées (64)

Informatique Quantique: Fondamentaux et Applications

Couvre les principes fondamentaux de l'informatique quantique, y compris la réalisation de qubits, les ordinateurs quantiques évolutifs, la communication quantique et les algorithmes quantiques.

Ions piégés: Portes quantiques

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Quantum et nanocomputing

Couvre les bases de l'informatique quantique, du contrôle qubit, des techniques de lecture, des spécifications du contrôleur qubit, des architectures Horse Ridge, de la panne de courant et plus encore.

Métrologie quantique: Électronique supraconductrice & Qubits

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Principes quantiques

Couvre les principes fondamentaux de l'informatique quantique et de l'évolution unitaire dans les systèmes quantiques.

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Pasquale Scarlino

I obtained my master's degree in Physics at the University of Salento, Lecce (Italy) in February 2011. During 2006-2011, I have also been a student of Scuola Superiore ISUFI (SSI). SSI is one of six schools of excellence established in Italy to develop the intellectual capital in technological and social sciences. I conducted an external Master thesis project during an 8 months internship in the Quantum Transport Group at TU Delft, under the supervision of Prof. L.M.K. Vandersypen. There, I implemented the Quantum Point Contact Radio-Frequency Reflectometry technique, which allows increasing the single-shot electron spin readout bandwidth and is currently routinely used in the group.I obtained my Ph.D. degree in February 2016, in the Spin Qubits group of Prof. L.M.K. Vandersypen at the Kavli Institute of Nanoscience-Qutech (TU Delft). During my Ph.D. I have been leading the Si/SiGe spin qubits project, collaborating with the M. Eriksson Group at Wisconsin University. In parallel, I have been working on other different projects, in particular with GaAs depletion quantum dots, high impedance superconducting resonators, and surface acoustic wave resonators. I have been working as a Postdoc fellow in the group of Prof. A. Wallraff (Quantum Device Lab) at ETH Zurich. My main project, in collaboration with the group of Prof. K. Ensslin and Prof. T. Ihn, consisted in integrating semiconductor and superconductor technologies. Realizing a well-controlled interface between the semiconductor and superconductor-based quantum information technologies may allow harnessing the best of both device architectures, for example by providing an interface between strongly coupled charge state and high coherence spin states. Furthermore, it enables the possibility to explore light/matter hybridization in a class of solid-state systems and regimes that are new in the context of quantum optics.From June 2019 till September 2020, I have been a Senior Researcher at Microsoft Station Q Copenhagen and at the Center for Quantum Devices in Copenhagen, focusing on developing semiconductor-superconducting hybrid hardware for topologically protected quantum computation.Since October 2020, I am a tenure track Assistant Professor of Physics in the School of Basic Sciences at the EPFL where I founded the Hybrid Quantum Circuit (HQC) laboratory.

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Information quantique

Qubit

Controlled NOT gate

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