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

Semester Frühjahrsemester 2023
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 22.02.2023 – 01.06.2023
Zeit Mittwoch, 08.00-10.00 Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag, 16.15-18.00 Physik, Seminarzimmer 4.1
Datum Zeit Raum
Mittwoch 22.02.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 23.02.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 01.03.2023 08.00-10.00 Uhr Fasnachstferien
Donnerstag 02.03.2023 16.15-18.00 Uhr Fasnachstferien
Mittwoch 08.03.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 09.03.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 15.03.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 16.03.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 22.03.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 23.03.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 29.03.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 30.03.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 05.04.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 06.04.2023 16.15-18.00 Uhr Ostern
Mittwoch 12.04.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 13.04.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 19.04.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 20.04.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 26.04.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 27.04.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 03.05.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 04.05.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 10.05.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 11.05.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 17.05.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 18.05.2023 16.15-18.00 Uhr Auffahrt
Mittwoch 24.05.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 25.05.2023 16.15-18.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Mittwoch 31.05.2023 08.00-10.00 Uhr Physik, Seminarzimmer 4.1
Donnerstag 01.06.2023 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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