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[交流] 【其它】北京大学2010年“量子信息”暑期学校招生简章已有2人参与

北京大学2010年“量子信息”暑期学校招生简章
2010 “Quantum Information”

量子信息是量子物理与信息科学的新兴交叉学科。量子信息科学与技术涉及国家安全及未来信息技术发展，具有基础性、前瞻性和战略性，已经引起了各国政府、学术界和信息产业界的高度重视。
为了进一步加强国内外量子信息领域的交流与合作，帮助本科生、研究生更好地了解本学科最新的研究动态和研究成果，掌握量子光学在量子保密通信和量子计算中的应用，北京大学信息科学技术学院电子学系将举办为期 35 天的“量子信息”暑期学校。本期暑期学校将邀请国际上著名的年轻量子光学与量子信息专家Gaetan Messin教授为大家讲授量子光学的基本概念以及它在量子信息中的应用、量子光学、量子信息等方面的课程。
课程简介：
课程名：量子光学及其在量子信息中的应用（Quantum Optics and applications to Quantum Information）
本门课程将介绍量子光学的基本概念以及它在量子信息中的应用，介绍了当前量子信息实验中两种最基本的技术：单光子制备与纠缠态制备技术，以及它们在量子保密通信与量子计算中应用。
量子光学主要包括：电磁场的量子化，场的量子态、单光子探测器理论、单光子发射理论、非线性量子光学、纠缠态等。
量子信息包括：单光子源的各种产生方法与在量子保密通信中的应用、量子纠缠态光子的制备方法与量子纠缠编码、不可分单光子发射与用于量子计算的纠缠态光子制备、量子比特的制备与量子门等。
任课教师教学和科研简历
Gaetan Messin 博士是国立法国光学所教授，兼法国巴黎六大博士生导师。是国际上著名的年轻量子光学与量子信息专家。 Gaetan Messin长期在国际上著名的量子光学小组：Philippe Grangier教授小组工作，主要开展单光子源与量子保密通信、单原子囚禁与单光子制备、光子真空压缩与量子存储器等方面的研究，在Nature、Science等著名期刊上发表多篇重要论文。同时，Gaetan Messin 博士长期讲授本科生的课程：量子力学，研究生课程：量子光学。Gaetan Messin 博士对中国非常友好，曾于2001-2002年在法国住中国大使馆担任领事一年，是一位既懂得中国，又从事量子光学研究的学者。
课程举办时间及地点：
   本期暑期学校将于2010年7月12日至8月15日在北京大学举办。
授课对象（含学生背景要求）：
物理、光学、量子电子、光电子学、激光技术等专业研究生、高年级本科生
授课方式

   整个课程以黑板加投影方式讲课，语言：英文，每星期两个下午，每个下午三节课（每课50分钟），共5周，共计30学时，学分：2学分。
评分标准:课堂参与：课堂讨论
课程作业：布置一定量的作业
计划招收正式学员120 人。
报名时间： 2010年4月26 日起至6月15 日，报名截止时间为2010年 6 月15 日。
报名方式
校内同学 4月 26 日至5月17日登录北京大学教务部主页选课。
校外同学5月 20 日至6月30日登录北京大学暑期学校网站 http://summer.pku.edu.cn 报名。
食宿和交通
主办单位可为外地学生协助联系北京大学周边公寓，住宿费用自理。交通费自理。就餐在北京大学食堂。
北京大学燕园社区招待所  010-62750159 010-62753996
                     010-62767971 010-62767963
                        010-62755755
暑期学校期间，学员的医疗保险由原单位承担；个人的人身及财产安全由本人负责。
作为学校的组织者，我们诚恳地邀请您前来加入2010年“量子信息”暑期学校！
联系方式
联系人：马静涛老师杨朝晖老师
顾问：陈徐宗教授、郭弘教授
联系电话：010-62753208，62756479
传真：010-62753208

附件：课程详细安排：
Quantum Optics and applications to Quantum Information
(July - August 2010)
Prof. Gaetan Messin
Institut d’Optique, Palaiseau, France

Outline of the course:

Week starting Monday July 12:

The quantum field and its states

• Electromagnetic field quantization: Single mode quantization, single mode fluctuation, quadrature operators and non-commutation, multimode fields, photons.
• Quantum states of the field: States of a monomode quantum field: number state, coherent state, squeezed state, thermal state, vacuum fluctuations, entangled states.
- Problem #1 on calculations of variances of the Electromagnetic field.

Week starting Monday July 19

Quantum optics tools and methods (1)

• State characterization: Single photon photodetection theory, action of a beamsplitter on a quantum field, multiple photodetection, bunching and anti-bunching, homodyne detection, noise spectrum.
• Saturated single emitter: Light-matter interaction, dipolar approximation, spontaneous emission, Fermi’s golden rule. Illustration: Single photon emission with a single trapped atom.
- Problem#2 on Wigner-Weisskopf theory

Week starting Monday July 26

Quantum optics tools and methods (2)

• Nonlinear quantum optics: Parametric down conversion, photon pairs, application to single photon sources, production of squeezed vacuum, 4-wave mixing, squeezing of coherent states.
• Entanglement: Producing entangled states of the light, fidelity, Bell’s inequality violation, indistinguishable photons, 2-photon interferences, entanglement swapping.
- Problem #3 on the Hong-Ou-Mandel effect

Week starting Monday August 2

Applications to Quantum information (1)

• Single photon sources and application to quantum cryptography: Single photon emission with NV centers, CdSe nanocrystals and single rubidium trapped atom. Bunching and antibunching effects. Practical realization of BB84 with single photons.
- Problem#4 on single photon emission by a two level emitter

• Sources of photons pairs for quantum teleportation. Production of photon pairs with PPLN & PPKTP. Teleportation protocol. Introduction to quantum repeaters.

Week starting Monday August 9

Applications to Quantum information (2)

• Single photons emitters and application to quantum computing. Emission of indistinguishable photons by two single trapped atoms, two-photon interferences. Conditionnal entanglement of two emitters. Single atoms turned to single quantum bits. C-Not gate using Rydberg states.
• Final examination followed by the correction of the exam problem.

Reference：

"Quantum Optics, an introduction", Mark Fox, (Oxford Master Series, 2006)

“The quantum Theory of light", R. Loudon, (Oxford Univ. Press 3rd Ed., 2003)

"Introductory Quantum Optics”, C.C. Gerry and P.L. Knight, (Cambridge Univ. Press, 2005)

“Atom-Photon Interactions, basic processes and applications”, C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, G. Grynberg, Wiley (1992).
“Two-dimensional transport and transfer of a single atomic qubit in optical tweezers”, J. Beugnon, C. Tuchendler, H. Marion, A. Gaëtan, G. Messin, A. Browaeys, P. Grangier.，Nature Physics 3, 696-699 (2007).
“Quantum interference between two single photons emitted by independently trapped atoms”, J. Beugnon, G. Messin, A. Browaeys, P. Grangier.，Nature 440, 779-782 (2006).
“Controlled Single-Photon Emission from a Single trapped Two-Level Atom”, B. Darquié, M. P. A. Jones, J. Dingjan, G. Messin, A. Browaeys, P. Grangier.，Science 309, 454-456 (2005).

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