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Séance de cours

Von Neumann Entropie : Matrice mixte de l'état et de la densité

Dans cours

COM-309: Introduction to quantum information processing

Information is processed in physical devices. In the quantum regime the concept of classical bit is replaced by the quantum bit. We introduce quantum principles, and then quantum communications, key distribution, quantum entropy, and spin dynamics. No prio ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept de Von Neumann Entropy appliqué aux états mixtes et aux matrices de densité, en mettant l'accent sur les propriétés des matrices semi-définies et des valeurs propres. Il explore également l'entropie des bits quantiques et des systèmes à deux niveaux, fournissant des exemples de systèmes enchevêtrés et discutant du calcul de l'entropie pour les états généraux mixtes.

Enseignant·e

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.

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Mathématiques

Algèbre: Algèbre linéaire

Concepts associés (32)

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.

Téléportation quantique

La téléportation quantique est une technique de transfert d'informations quantiques qui consiste à transférer l’état quantique d’un système vers un autre système similaire et distant, sans avoir besoin de transporter physiquement le système lui-même. En d'autres termes, c'est un moyen de transmettre l'information contenue dans un système quantique à un autre endroit, sans avoir à déplacer le système physique.

Separable state

In quantum mechanics, separable states are quantum states belonging to a composite space that can be factored into individual states belonging to separate subspaces. A state is said to be entangled if it is not separable. In general, determining if a state is separable is not straightforward and the problem is classed as NP-hard. Consider first composite states with two degrees of freedom, referred to as bipartite states. By a postulate of quantum mechanics these can be described as vectors in the tensor product space .

Codage superdense

Le codage superdense (aussi appelé codage dense) consiste à utiliser des états corrélés pour transmettre et manipuler de l'information quantique. Le principe du codage dense est le suivant. Alice et Bob doivent s'échanger deux bits d'informations. Disposant chacun pour cela de l'un des deux qbits, d'un état intriqué et d'un canal quantique. A priori, un canal quantique ne peut pas transporter plus d'information par qbit qu'un canal classique et l'on devrait donc transmettre deux qbits pour faire passer le message.

Schmidt decomposition

In linear algebra, the Schmidt decomposition (named after its originator Erhard Schmidt) refers to a particular way of expressing a vector in the tensor product of two inner product spaces. It has numerous applications in quantum information theory, for example in entanglement characterization and in state purification, and plasticity. Let and be Hilbert spaces of dimensions n and m respectively. Assume . For any vector in the tensor product , there exist orthonormal sets and such that , where the scalars are real, non-negative, and unique up to re-ordering.

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Séances de cours associées (40)

Information quantique: Codage Superdense

Explore le codage superdense dans l'information quantique, couvrant les protocoles d'encodage, l'enchevêtrement, et les hits classiques dans la communication.

Bits quantiques: Axiomes et exemples

Explore les bits quantiques, les axiomes, les exemples, l'algorithme de Shor, les mesures, l'espace Hilbert et la dynamique.

Enveloppe quantique

Explore l'enchevêtrement quantique, les inégalités de Bell et l'auto-test dans les systèmes quantiques.

Illustration des bits quantiques

Couvre les postulats de la mécanique quantique et des exemples avec des bits quantiques, y compris les observables et les matrices unitaires.

Enveloppe quantique

Déplacez-vous dans l'enchevêtrement quantique, explorant l'état, l'évolution et la mesure des particules enchevêtrées.

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Téléportation quantique

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