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 SS 2018
Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.
| verfügbare Modulversionen | |
|---|---|
| WS 2018/9 | SS 2018 |
Basisdaten
PH2273 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Sommersemester 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.
| Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
|---|---|---|
| 150 h | 45 h | 5 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2273 in der Version von SS 2018 war 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
| Art | SWS | Titel | Dozent(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.
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 | |||
|---|---|---|---|
| Zeit | Ort | Info | Anmeldung |
| 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 | |