Curso de Información y Computación Cuántica 2007-08

Profesores: Alberto Galindo Tixaire, Juan José García-Ripoll

Temario: (Guía del curso en PDF)

Contenidos del curso

1. Introducción al Formalismo de la Mecánica Cuántica
2. Teoría Clasica de la Información
   1. Primer Teorema de Shannon
   2. Segundo Teorema de Shannon
   3. Corrección Clásica de Errores
3. Puertas Lógicas y Circuitos Clásicos
4. Información Cuántica (problemas)
   1. Del Bit al Qubit
   2. Puertas Lógicas y Circuitos Cuánticos
   3. Canales Cuánticos
5. Protocolos de Comunicación Cuánticos
   1. Teleportación
   2. Codificación Densa
   3. Criptografía Cuántica
6. Algoritmos Cuánticos
   1. Algoritmo de Grover
   2. Algoritmo de Shor
7. Implementaciones físicas (problemas)
   1. Fotones entrelazados.
   2. Resonancia Magnética Nuclear (NMR) .
   3. Átomos ultrafríos
   1. Iones atrapados.
   2. Átomos en redes ópticas.
   4. Sistemas de estado sólido.
   1. Puntos cuánticos.
   2. Qubits superconductores.
   5. El problema de la escalabilidad.

Seminarios adicionales

Géza Tóth

Instituto de Ciencias Fotónicas

Título: Entanglement and its experimental detection PDF

Lugar y hora: 21 de Noviembre, 14:30 en Aula 11

Resumen:

In the first part of the talk I will review basic facts about quantum entanglement and entanglement measures. Beside bipartite entanglement, I will also consider multipartite entanglement and discuss how the multipartite scenario is fundamentally different from the bipartite case.

In the second part of the talk I will discuss methods for entanglement detection in experiments. After motivating the topic, I will show some concrete examples, which appeared in experiments. These demonstrate how to construct entanglement criteria that need few measurements.

Diego Porras

Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, Garching (Munich), Alemania

Título: Simulacion cuantica con iones atrapados

Lugar y hora: 6 de Febrero, 14:15 en la sala de grados

Resumen:

Un simulador cuantico es un dispositivo experimental en el cual se puede controlar el estado cuantico del sistema, asi como las interacciones entre particulas, de forma que su dinamica siga un modelo determinado. En esta charla discutire una propuesta teorica para realizar esta idea con iones atrapados, donde el estado cuantico de un sistema puede controlarse al nivel de un solo atomo.

Bibliografía recomendada

La siguiente es una lista bastante exhaustiva de la bibliografía que se puede consultar. Es material complementario y de apoyo al curso y, por supuesto, no es necesario tenerlo y leerlo todo.

Physics World

Ejemplar de la revista de Marzo, 1998

"Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing"

Bennet, C.H., G.Brassard, International Conference on Computers, Systems and Signal Processing, Bagalore, India, pp 175-179 .

"The Physics of quantum Information" [1]

Bouwmeester, D., A.Ekert, A. Zeilinger, Springer-Verlag 2000.

"Quantum Computation with cold trapped ions" [2]

J. I. Cirac, P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 74, 4091

"Quantum Chryptography based on Bell's theorem" [3]

A. Ekert, Phys. Rev. Lett. 67, 661

" Elements Of Information Theory" [4]

Cover T M , Thomas J A, , Wiley, 1991.

"Information and Computation: Classical and Quantum aspects" [5]

Galindo, A., Martin-Delgado, M.A., Rev.Mod.Phys.74, 347 (2000).

"Quantum Mechanics Helps in Searching for a Needle in a Haystack" [6]

Grover, L.K., Phys.Rev.Lett. 79, 325.

"Quantum Computation and Quantum Information" [7]

Nielsen, M.A., I.L. Chuang, Cambridge Univ. Press 2000.

"Information Theory, Inference, and Learning Algorithms" [8]

Mackay, D., 2003.

"Computational Complexity" [9]

Papadimitriou C.H. ,Adison-Weasly, 1994.

"Polynomial-timr Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer" [10]

Shor,P.W., quant-ph/9508027