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Halbleiter-Quantenphotonik
Semiconductor Quantum Photonics

Modul PH2273

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.

Modulversion vom WS 2018/9 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2018/9SS 2018

Basisdaten

PH2273 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog 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)
150 h 45 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2273 ist Kai Müller.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Photons travel with the speed of light and in various media can travel large distance without significant absorption. Therefore, they play a unique role in quantum technologies. The semiconductor platform is ideally suited for the generation of quantum states of light using quantum emitters and optically active spin qubits as well as for routing photons and creating effective photon-photon-interactions. This module will cover the fundamentals of semiconductor quantum photonics and their application in quantum technologies. Specific aspects are:

  • Fundamentals of quantum photonics
  • Examples of optically-active semiconductor qubits
  • Quantum communication
  • Photonic quantum computing

Lernergebnisse

After successful completion of the module the students are able to

  • understand single qubits, two-qubit states and quantum entanglement.
  • explain coherent light-matter interaction and resonator QED.
  • know the advantages and disadvantages of different optically-active semiconductor qubits.
  • know the different protocols for quantum communication and their implementation
  • understand how to use photons for quantum computing.

Voraussetzungen

No preconditions in addition to the requirements for the Master’s program in Physics.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Semiconductor Quantum Photonics Müller, K. Do, 12:00–14:00, WSI 101S
UE 1 Übung zu Halbleiter-Quantenphotonik Müller, K.

Lern- und Lehrmethoden

In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lerninhalte präsentiert, dabei werden insbesondere mit Querverweisen zwischen verschiedenen Themen die universellen Konzepte der Halbleiter-Quantenphotonik aufgezeigt. In wissenschaftlichen Diskussionen werden die Studierenden mit einbezogen und das eigene analytisch-physikalische Denkvermögen gefördert.

In der Übung werden die Lerninhalte vertieft durch das Lösen von Übungsaufgaben und der Diskussion neuester Veröffentlichungen.

Medienformen

Tafelähnlicher Anschrieb mittels Tablet und Beamer

Literatur

Mark Fox - Quantum Optics: An introduction (Oxford University Press 2006)

M.A. Nielsen and I.L. Chuang - Quantum Computation and Quantum Information (Cambridge University Press)

Peter Michler - Quantum Dots for Quantum Information Technologies - (Springer, 2017).

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Was ist ein Qubit und wozu kann er verwendet werden?
  • Was ist ein Quanten-Repeater und wie funktioniert er?
  • Was ist ein photonischer Clusterzustand und wie kann er erzeugt werden?

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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
Prüfung zu Halbleiter-Quantenphotonik
Mo, 4.2.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor So, 24.03.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before Sun, 2019-03-24. bis 15.1.2019 (Abmeldung bis 3.2.2019)
Di, 26.3.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin von Mo, 25.03.2019 bis Sa, 27.04.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date from Mon, 25.03.2019 till Sat, 27.04.2019. bis 25.3.2019
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