Quantenoptik 2 – Zwei Photonen und mehr

Beschreibung

Mit „Quantenoptik 1, Einzelphotonen“ konnten die Lernenden in die Grundprinzipien der Lichtquantisierung und in den Standardformalismus der Quantenoptik eingeführt werden. Alle Beispiele wurden in Einzelphotonenphänomenen aufgenommen, einschließlich Anwendungen auf Quantentechnologien.
In diesem Sinne ermöglicht „Quantenoptik 2, zwei Photonen und mehr“ den Lernenden, den Formalismus der Quantenoptik zu verwenden, um verschränkte Photonen zu beschreiben, ein einzigartiges Merkmal an der Wurzel der zweiten Quantenrevolution und ihrer Anwendung auf Quantentechnologien. Die Lernenden werden auch entdecken, wie der Quantenoptik-Formalismus es ermöglicht, klassisches Licht zu beschreiben, entweder kohärent wie Laserlicht oder inkohärent wie Wärmestrahlung. Unter Verwendung einer Beschreibung mit vielen Photonen ist es möglich, die sogenannte Standardquantengrenze (SQL) abzuleiten, die für klassisches Licht gilt, und zu verstehen, wie neue Arten von Quantenzuständen des Lichts, wie z. B. gequetschte Lichtzustände, dies zulassen schlagen Sie die SQL, eine der Errungenschaften der Quantenmetrologie. Einige Beispiele für Quantentechnologien, die auf verschränkten Photonen basieren, werden zunächst in der Quantenkommunikation vorgestellt, insbesondere Quantenteleportation und Quantenkryptographie. Quantum Computing und Quantensimulation werden ebenfalls vorgestellt, einschließlich einiger Einblicke in das kürzlich vorgeschlagene NISQ-Computing (Noisy Intermediate Scale Quantum), das die ernsthafte Hoffnung weckt, in naher Zukunft den aktiv gesuchten Quantenvorteil aufzuzeigen, dh die Möglichkeit dazu Effektberechnungen exponentiell schneller als bei klassischen Computern.