Quanten-Hardware
Quantum Hardware

Modul PH1428

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH1428 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Proseminarkatalog für den Masterstudiengang Physik der kondensierten Materie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
120 h 45 h 4 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1428 ist Gerhard Rempe.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Recent breakthroughs in the control of individual quantum systems have fostered the dream of a ‘second quantum revolution’, in which fundamental quantum properties such as nonlocality or entanglement are used in novel devices in order to provide functionalities inaccessible by any classical device. The envisioned applications include the simulation of chemical reactions and complex solid state properties, measurements with unprecedented precision, provably secure encryption and a fundamental enhancement of computational power.

The exploration of different physical systems that serve as the ‘quantum hardware’ enabling these applications is a fast-growing field of current quantum science. The key challenge is to initialize, control, couple, and readout fragile quantum states in a technologically feasible way. The goal of this seminar is to summarize the variety of techniques and physical systems that give access to such control, ranging from trapped atoms to superconducting circuits, and from optical photons to quantum dots and single defect centers in selected crystals. The seminar will try to work out the similarities and differences of these approaches, and to identify the major open challenges on the way to larger and larger quantum-controlled systems. In addition, dedicated talks will address the following topics:

-          What is a quantum bit? What makes it different from a classical bit?

-          How can a quantum state be measured and characterized?

-          What is entanglement? How can it serve as a resource?

-          What is decoherence, and how can it be reduced?

-          What is a quantum logic gate? How can quantum logic gates be implemented?

The seminar is on Wednesday, 8.00, in PH II 127, Seminarraum E11

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage die grundlegenden Methoden der wissenschaftlichen Literaturrecherche anzuwenden, ein spezielles Thema ausgehend von wissenschaftlichen Veröffentlichungen aufzubereiten und in einem Vortrag darzustellen.

Sie haben in verschiedenen Vorträgen einen Überblick über die aktuelle Forschung in dem Gebiet der QUanteninformationsverarbeitung bekommen.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
HS 2 Quanten-Hardware Rempe, G.
Mitwirkende: Reiserer, A.Schwaiger, I.

Lern- und Lehrmethoden

Literaturrecherche, Vorbereiten und Halten eines wissenschaftlichen Vortrags, mit daran anschließenden Diskussionen mit den Lehrenden und den anderen Studierenden, in denen die zentralen Inhalte des Vortrags intensiviert werden.

Medienformen

keine Angabe

Literatur

keine Angabe

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Im Rahmen des Seminars bereitet jede(r) Studierende selbständig einen Vortrag zu einem aktuellen wissenschaftlichen Thema vor. An Hand dieses Vortrags wird das Erreichen der Lernergebnisse überprüft.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Seminarvortrag in Quanten-Hardware
Mo, 16.1.2017 Dummy-Termin, Leistung wird im Rahmen der Veranstaltung erbracht. // Dummy date. Course work during the semester. bis 15.1.2017

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.