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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.

Basisdaten

PH2273 ist ein Semestermodul in Englisch auf 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 lecture 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 have developed a deep understanding of:

  • Single qubits, two-qubit states and quantum entanglement
  • Coherent light-matter interaction and resonator QED
  • Advantages and disadvantages of different optically-active semiconductor qubits
  • Different protocols for quantum communication and their implementation
  • Possibilities to use photons for quantum computing

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Halbleiter-Quantenphotonik Müller, K. Do, 12:00–14:00, ZNN 0.001
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.

Medienformen

Blackboard (Tablet)

PowerPoint

Literatur

Loudon, R. - The Quantum Theory of Light - (OUP Oxford, 2000)

Cohen-Tannoudji, C., Dupont-Roc, J., Grynberg, G. & Thickstun, P. - Atom-Photon Interactions: Basic Processes and Applications - (Wiley Online Library, 1992).

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

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine schriftliche Klausur von 60 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben überprüft.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch mündlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 25 Minuten.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • 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, 9.7.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 24.9.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2018-09-24. bis 30.6.2018
Di, 25.9.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 25.9.2018 und 20.10.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2018-09-25 and 2018-10-20. bis 24.9.2018
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