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| Semester | Frühjahrsemester 2022 |
| Angebotsmuster | Jedes Frühjahrsem. |
| Dozierende | Alexander Grimm (alexander.grimm@unibas.ch, BeurteilerIn) |
| Inhalt | Starting time: 8:15 no lecture + exercise class on 9.3. and 16.3 - brief introduction to superconductivity and Josephson junctions (at an operational level required for this course, please have a look at the lecture by Christoph Bruder on the theory of superconductivity for an in-depth explanation) - introduction to basic concepts of quantum information processing and qubits - quantization of electromagnetic circuits (the LC circuit as a harmonic oscillator) - Cooper pair box and transmon qubit - circuit QED (coupling qubits and harmonic oscillators, measuring qubits) - quantum-limited amplification - multi-qubit operations - decoherence and basic concepts of quantum error correction with a focus on circuit QED - other types of superconducting qubits (fluxonium qubit, zero-pi qubit) - bosonic qubits in superconducting circuits (Schrödinger cat states, GKP states) |
| Lernziele | The aim of this course is to prepare students to conduct research in quantum information processing with superconducting circuits. After completing the course, students should be able to understand and summarize the content of current research articles in this field. In addition to gaining a theoretical understanding of common superconducting quantum circuits , students will also learn how to numerically simulate these systems using the Python library QuTiP. |
| Literatur | 1. Girvin, S. M. Circuit QED: superconducting qubits coupled to microwave photons. in Quantum Machines: Measurement and Control of Engineered Quantum Systems (Oxford University Press, 2014) also available under http://www.capri-school.eu/lectureres/master_cqed_les_houches.pdf 2. Blais, A., Grimsmo, A. L., Girvin, S. M. & Wallraff, A. Circuit quantum electrodynamics. Rev. Mod. Phys. 93, 025005 (2021). 3. Girvin, S. M. Introduction to Quantum Error Correction and Fault Tolerance. arXiv:2111.08894 [quant-ph] (2021). |
| Unterrichtssprache | Englisch |
| Einsatz digitaler Medien | kein spezifischer Einsatz |
| Intervall | Wochentag | Zeit | Raum |
|---|---|---|---|
| wöchentlich | Mittwoch | 08.00-10.15 | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| wöchentlich | Donnerstag | 16.15-18.00 | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Datum | Zeit | Raum |
|---|---|---|
| Mittwoch 23.02.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 24.02.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 02.03.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 03.03.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 09.03.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Fasnachtsferien |
| Donnerstag 10.03.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Fasnachtsferien |
| Mittwoch 16.03.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 17.03.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 23.03.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 24.03.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 30.03.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 31.03.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 06.04.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 07.04.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 13.04.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 14.04.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Ostern |
| Mittwoch 20.04.2022 | 11.15-12.00 Uhr | Chemie, Physikalische, Kleiner Hörsaal PC 4.04 |
| Donnerstag 21.04.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 27.04.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 28.04.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 04.05.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 05.05.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 11.05.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 12.05.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 18.05.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 19.05.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Mittwoch 25.05.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 26.05.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Auffahrt |
| Mittwoch 01.06.2022 | 08.00-10.15 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Donnerstag 02.06.2022 | 16.15-18.00 Uhr | Physik, Seminarzimmer 4.1 |
| Module |
Modul: Vertiefung Physik (Masterstudium: Nanowissenschaften) Modul: Vertiefungsfach (Masterstudium: Physik) |
| Leistungsüberprüfung | Lehrveranst.-begleitend |
| Hinweise zur Leistungsüberprüfung | The course will be evaluated based on three graded homework problem sets (distributed over the course of the semester, 60% of the total grade) and a final presentation of a scientific article or research topic (chosen from a provided list of topics, 40% of the total grade). |
| An-/Abmeldung zur Leistungsüberprüfung | Anm.: Belegen Lehrveranstaltung; Abm.: stornieren |
| Wiederholungsprüfung | keine Wiederholungsprüfung |
| Skala | 1-6 0,5 |
| Wiederholtes Belegen | beliebig wiederholbar |
| Zuständige Fakultät | Philosophisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, studiendekanat-philnat@unibas.ch |
| Anbietende Organisationseinheit | Departement Physik |