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Séance de cours

Oscillateur harmonique quantique

Dans cours

PHYS-464: Solid state systems for quantum information

This course will give an overview of the experimental state of the art of quantum technology for Quantum Information Processing (QIP). We will explore some of the most promising approaches for realizing quantum hardware and critically assess each approach' ...

Description

Cette séance de cours couvre la dynamique classique d'un oscillateur LC harmonique, introduisant la relation entre les variables des règles de Kirchhoff. Il explique la procédure générale pour trouver le hamiltonien quantique, impliquant les fonctions lagrangiennes et l'élan généralisé. Le processus de quantification est détaillé, ce qui conduit à la diagonalisation de l'Hamiltonien pour déterminer les énergies autorisées du système.

Enseignant·e

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.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique quantique: Postulats de la mécanique quantique

Mécanique (science): Mécanique newtonienne

Concepts associés (32)

Oscillateur harmonique

Un oscillateur harmonique est un oscillateur idéal dont l'évolution au cours du temps est décrite par une fonction sinusoïdale, dont la fréquence ne dépend que des caractéristiques du système et dont l'amplitude est constante. Ce modèle mathématique décrit l'évolution de n'importe quel système physique au voisinage d'une position d'équilibre stable, ce qui en fait un outil transversal utilisé dans de nombreux domaines : mécanique, électricité et électronique, optique. Il néglige les forces dissipatives (frottement par exemple).

Oscillateur (électronique)

vignette|Un oscillateur intégré à quartz. Un oscillateur électronique est un circuit dont la fonction est de produire un signal électrique périodique, de forme sinusoïdale, carrée, en dents de scie, ou quelconque. L'oscillateur peut avoir une fréquence fixe ou variable. Il existe plusieurs types d'oscillateurs électroniques ; les principaux sont : oscillateurs à circuit LC et un étage amplificateur, HF le plus souvent ; oscillateurs à déphasage avec étage RC, qui délivrent des signaux sinusoïdaux : l'exemple-type est l'oscillateur à pont de Wien ; générateur de créneaux ; oscillateur à quartz, très stable et de haute précision grâce à des résonateurs à micro-onde ; ils sont utilisés dans les horloges atomiques.

Oscillateur harmonique quantique

L'oscillateur harmonique quantique correspond au traitement par les outils de la mécanique quantique de l'oscillateur harmonique classique. De façon générale, un oscillateur est un système dont l'évolution dans le temps est périodique. Il est dit de plus harmonique si les oscillations effectuées sont sinusoïdales, avec une amplitude et une fréquence qui ne dépendent que des caractéristiques intrinsèques du système et des conditions initiales.

Mécanique quantique

La mécanique quantique est la branche de la physique théorique qui a succédé à la théorie des quanta et à la mécanique ondulatoire pour étudier et décrire les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l'échelle atomique et subatomique. Elle fut développée dans les années 1920 par une dizaine de physiciens européens, pour résoudre des problèmes que la physique classique échouait à expliquer, comme le rayonnement du corps noir, l'effet photo-électrique, ou l'existence des raies spectrales.

Mécanique hamiltonienne

La mécanique hamiltonienne est une reformulation de la mécanique newtonienne. Son formalisme a facilité l'élaboration théorique de la mécanique quantique. Elle a été formulée par William Rowan Hamilton en 1833 à partir des équations de Lagrange, qui reformulaient déjà la mécanique classique en 1788. En mécanique lagrangienne, les équations du mouvement d'un système à N degrés de liberté dépendent des coordonnées généralisées et des vitesses correspondantes , où .

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Couvre la quantification de l'oscillateur harmonique et ses implications sur le champ électromagnétique, y compris les effets sur l'énergie sous vide.

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Explore l'équation de Jarzynski et la quantification des circuits électriques dans les oscillateurs harmoniques quantiques.

Oscillateur harmonique

Couvre les systèmes classiques et quantiques de l'oscillateur harmonique.

Oscillateur harmonique

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Explore l'expérience Stern-Gerlach, les mesures fortes, l'électrodynamique quantique des cavités et l'optomécanique quantique.

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Oscillateur harmonique

Oscillateur (électronique)

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