Семинары по квантовой физике и информатике

Прошедшие семинары

Семинар 15 декабря 2011 в 11:30

Закон возрастания энтропии с точки зрения квантовой механики

Рассказывает Гордей Борисович Лесовик

Второй закон термодинамики, один из фундаментальных законов природы, на сегодняшний день по-прежнему представляется не до конца понятным и вызывающим вопросы. Именно так он представлен и в учебниках — например в «Статистической физике» Ландау и Лифшица. Вместе с тем, развитие квантовой механики и квантовой информатики последних лет позволяет понять происхождение второго закона и связанной с ним концепции необратимости (выражающейся в возрастании энтропии со временем), по крайней мере, на качественном уровне. Именно качественному рассмотрению будет посвящена большая часть доклада. Кроме того, мы обсудим некоторые аспекты количественного описания. В частности, будут рассмотрены:
1) Рост энтропии в результате квантовой запутанности системы и резервуара на примере частицы, блуждающей по решетке с детекторами на ребрах решётки, и в задаче о статистике переноса заряда в квантовом проводнике.
2) Условия обратимости эволюции системы. Нарушение симметрии в гильбертовом пространстве состояний.

(скачать avi).

0 Снято при поддержке
компьютерной компании НИКС.

Семинар 20 октября 2011 в 11:30

Квантовая оптика с однофотонными источниками

Рассказывает Алексей Акимов

Существенная часть доклада будет посвящена использованию плазмонных нанопроволок для работы с однофотонными источниками, от эффективного сбора фотонов испущенных твердотельными однофотонными источниками, до удержания одиночных атомов в областях нанометрового размера. Также будут коротко обсуждены центры окраски в алмазе не только как источники одиночных фотонов, но и как возможные кандидаты на основной элемент квантового процессора или сенсора нанометрового разрешения.

(скачать avi).

0 Снято при поддержке
компьютерной компании НИКС.

Семинар 16 сентября 2010 в 11:30

Квантовый алгоритм Шора

Рассказывает Питер Шор

Будет подробно изложен знаменитый квантовый алгоритм факторизации целых чисел (так называемый «алгоритм Шора», возможность реализации которого ставит под вопрос надежность схемы шифрования RSA, базирующейся на предположении об экспоненциальной сложности факторизации на классическом компьютере) и коротко обсуждены перспективы квантовых вычислений в целом.

Доклад на английском языке.

О Питере Шоре в Википедии.

Презентация.

(скачать avi).

0 Снято при поддержке
компьютерной компании НИКС.

Семинар 13 мая 2010 в 11:30

Квантовая запутанность и основания статистической механики

Рассказывает Олег Валентинович Лычковский

Состояние открытой квантовой системы, взаимодействующей с большим квантовым резервуаром, в большинстве случаев с течением времени приближается к некоторому равновесному состоянию. Это равновесное состояние может зависеть (вообще говоря) или почти не зависеть (как правило) от начального состояния открытой системы и резервуара, являться или не являться распределением Больцмана-Гиббса, и т.д. В последние два десятилетия был доказан ряд теорем о характере релаксации к равновесному состоянию, опирающихся исключительно на уравнение Шредингера для замкнутой системы. Важную роль в этих теоремах играет понятие квантовой запутанности состояний открытой системы и резервуара, генерируемой взаимодействием между ними. В докладе представлен обзор этих результатов.
Расширенная аннотация.
Презентация.

(скачать avi).

0 Снято при поддержке
компьютерной компании НИКС.

Семинар 15 апреля 2010 в 11:30

Локальные матрицы и топологические фазы свободных фермионов

Рассказывает Алексей Китаев

Cеминар, по близкой тематике.
(скачать avi).

0 Снято при поддержке
компьютерной компании НИКС.

Семинар 17 декабря 2009 в 11:30

Запутанные состояния электронов в сверхпроводниках и нормальных металлах

Рассказывает Гордей Борисович Лесовик

Запутанные состояния играют ключевую роль в квантовой криптографии и квантовых вычислениях. Кроме того, изучение степени запутанности стало в последнее время новым инструментом изучения многочастичных систем. Запутанные состояния фотонов реализованы много лет назад и уже используются в практической квантовой криптографии. В то же время запутанные состояния электронов экспериментально пока не наблюдались. Мы обсудим теоретические предложения по наблюдению запутанности электронов в квантовых проводниках. Мы также обсудим способы наблюдения запутанности, и эксперимент, сделанный недавно в США (Jian Wei and Venkat Chandrasekhar), в котором наблюдалось перекрестное Андреевское отражение, а также перекрестные положительные корреляции токов. Этот эксперимент является косвенным указанием на то, что Куперовская пара, вылетая из сверхпроводника, распадается на два запутанных между собой электрона, которые направляются в нормальный проводник через два разных контакта.

Презентация для семинара в ppt и pdf.

(скачать avi).

0 Снято при поддержке
компьютерной компании НИКС.

Семинар 22 октября 2009 в 11:30

Статистическая структура квантовой теории

Рассказывает Александр Семенович Холево

За последние три десятилетия в математических основаниях квантовой механики, связанных с теорией квантовых измерений, произошли глубокие перемены. В настоящее время разворачивается их широкое осмысление.

Хорошо известно, что квантовая механика — это не просто динамическая теория; снабженная статистической интерпретацией, она порождает новый вид вероятностной модели, радикально отличающейся от классической. Таким образом,статистическая структура квантовой механики является предметом, заслуживающим специального изучения и в большой степени отличающимся от стандартного содержания книг по квантовой механике.

Появление прикладных направлений квантовой физики, таких как квантовая оптика, квантовая электроника и оптическая связь, а также развитие техники высокоточного эксперимента вызвали новый интерес к квантовым измерениям и перевели вопрос о последовательной количественной квантовой статистической теории измерений в практическую плоскость. Такая теория была создана в последней четверти прошлого века как далеко идущее логическое развитие статистической интерпретации, опирающееся на основание современного функционального анализа. Перефразируя известное определение теории вероятностей («Probability theory is a measure theory — with a soul», M. Kac), можно сказать, что это — теория операторов в гильбертовом пространстве, «одушевленная» статистической интерпретацией квантовой механики.

Математической сущностью этой теории являются разнообразные аспекты положительности и тензорных произведений в алгебрах операторов (имеющие свои корни, соответственно, в фундаментальных вероятностных свойствах положительности и независимости). В докладе будет дан обзор основных направлений в современных исследованиях статистической структуры квантовой теории.

Презентация для семинара в ppt и pdf.

Видео (снято на любительскую камеру)
(скачать avi).

Семинар 1 октября 2009 в 11:30

Вероятностное представление квантовой механики

Рассказывает Владимир Иванович Манько

Дана формулировка квантовой механики (так называемое вероятностное представление), в которой квантовые состояния описываются распределениями вероятностей как в классической статистической механике для систем с непрерывными переменными (координата и импульс), так и для систем с дискретными переменными (спины, двухуровневые атомы, кубиты и кудиты). Основное эволюционное уравнение и уравнение для уровня энергии даны для матрицы плотности (уравнение фон Неймана) и в фазовом пространстве (уравнение Мойала), а также для распределений вероятностей в вероятностном представлении квантовой механики, что сравнивается с классическим кинетическим уравнением Лиувилля. Выводятся соотношения неопределённостей Гейзенберга и Шредингера-Робертсона и показаны их обобщения для смешанных состояний в форме, допускающей прямую экспериментальную проверку в экспериментах квантовой оптики, в которых измеряется волновая функция. Неравенства Белла объясняются для вероятностного описания состояний спина. Обсуждаются перспективы получения новых результатов с использованием недавно найденного вероятностного представления квантовых состояний.

Презентация для семинара в ppt и pdf.
Видео (снято на любительскую камеру)
(скачать avi).

Семинар 24 сентября 2009 в 11:30

Запутанность состояний, коты Шрёдингера и нелокальность в квантовой механике

Рассказывает Владимир Иванович Манько

Объясняется понятие квантовых корреляций и феномен запутанности многочастичных квантовых систем. Представляется концепция чистых квантовых состояний в терминах волновой функции (Шредингер, 1926) и смешанных квантовых состояний в терминах матрицы плотности (Ландау, фон Нейман, 1927), которая сравнивается с концепцией состояний в классической статистической механике. Рассказывается об интегралах движения для систем с нестационарными гамильтонианами и рассмотрен пример параметрического осциллятора.

Рассмотрено современное состояние дискуссии, касающейся проблемы скрытых параметров и парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена. Неравенства Белла обсуждаются для классической границы 2. Обсуждается граница Цирельсона 2 · 21/2. Представлены примеры суперпозиций или котов Шредингера, сконструированных из когерентных состояний, такие как чётные и нечётные когерентные состояния.

Задаются сжатые состояния фотонов (фононов) и их статистика. Дано описание фазового пространства в квантовой механике в терминах функции Вигнера, введённой в 1932, функции Хусими, введённой в 1940, и диагонального представления Сударшана-Глаубера, введённого в 1963, что сравнивается «на пальцах» с так называемым квантованием со звёздочным произведением.

Презентация для семинара в ppt и pdf.
Видео (снято на любительскую камеру)
(скачать avi).