Séance de cours

Calcul quantitatif des ions piégés

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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 domaines de recherche du calcul quantique analogique et numérique, des mesures quantiques améliorées, de la chimie quantique, du contrôle quantique optimal et de la correction quantique des erreurs. Il s'inscrit dans le développement historique des sauts quantiques, le refroidissement des atomes avec la lumière, et les expériences avec des particules subatomiques isolées. La présentation traite également des progrès des technologies informatiques quantiques, des défis à relever pour parvenir à un calcul quantique tolérant les défauts et du programme LogiQ de l'IARPA. La séance de cours explore les types de bits quantiques d'ions piégés, les interactions dans les chaînes d'ions linéaires, ainsi que l'encodage et la lecture des qubits d'ions optiques. Il touche également les portes enchevêtrées médiées par le mouvement ionique, le spectre d'un ion froid dans un piège, et l'intégration de l'optique dans le calcul quantique.

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 (32)

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.

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).

Superconducting quantum computing

Superconducting quantum computing is a branch of solid state quantum computing that implements superconducting electronic circuits using superconducting qubits as artificial atoms, or quantum dots. For superconducting qubits, the two logic states are the ground state and the excited state, denoted respectively. Research in superconducting quantum computing is conducted by companies such as Google, IBM, IMEC, BBN Technologies, Rigetti, and Intel. Many recently developed QPUs (quantum processing units, or quantum chips) utilize superconducting architecture.

Quantum network

Quantum networks form an important element of quantum computing and quantum communication systems. Quantum networks facilitate the transmission of information in the form of quantum bits, also called qubits, between physically separated quantum processors. A quantum processor is a small quantum computer being able to perform quantum logic gates on a certain number of qubits. Quantum networks work in a similar way to classical networks. The main difference is that quantum networking, like quantum computing, is better at solving certain problems, such as modeling quantum systems.

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.

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Séances de cours associées (64)

Interfaces électriques Cryo-CMOS pour ordinateurs quantiques à grande échelle

Déplacez-vous dans la technologie Cryo-CMOS pour les ordinateurs quantiques, en mettant l'accent sur les défis et les progrès dans les circuits CMOS cryogéniques.

Ions piégés: Portes quantiques

Couvre les fondamentaux des ions piégés dans l'information quantique et l'importance des phases géométriques dans l'optique quantique.

Principes quantiques

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

Bases de calcul quantiques

Couvre les bases du calcul quantique, en mettant l'accent sur les qubits supraconducteurs, les défis d'échelle et les applications potentielles.

Compilation quantique: Synthèse et décomposition

Couvre les fondamentaux du calcul quantique, la compilation, la correction d'erreurs, la synthèse unitaire, les portes quantiques et les ADC basés sur le FPGA.

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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.

Concepts associés (32)

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Trapped ion quantum computer

Superconducting quantum computing

Quantum network

Information quantique

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