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63874-01 - Vorlesung mit Übungen: Superconducting Circuits for Quantum Information Processing 4 KP

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 wöchentlich
Datum 23.02.2022 – 02.06.2022
Zeit Mittwoch, 08.00-10.15 Physik, Seminarzimmer 4.1
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 An-/Abmelden: Belegen resp. Stornieren der Belegung via MOnA
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

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