34042 Kvantefotonisk kommunikation

2024/2025

Kursusinformation
Quantum photonic communication
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Engineering Light
Retningsspecifikt kursus (MSc), Engineering Physics
Teknologisk specialisering (MSc), Engineering Light
Teknologisk specialisering (MSc), Engineering Physics
E5A (ons 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaver, eksperimenter samt studentseminarer
13-uger
E5A, F5A
Mundtlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
Evaluering af forelæsningsresuméer, opgaver, og et seminar (33%), Evaluering af eksperimenter (33%), Mundtlig eksamen (34%). Bemærk: Efter hver forelæsning/seminar skal de studerende aflevere 1-sides resumé til evaluering.
Ingen hjælpemidler
7-trins skala , ekstern censur
10102
Minimum 5
Nika Akopian , Lyngby Campus, Bygning 345A, Tlf. (+45) 4525 3807 , nikaak@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Se vores video: https:/​/​youtu.be/​9j8WOR1LS7Q

Kvantefotonik er nu klar til at blive overført fra forskningslaboratorier til innovative og brugbare teknologier. Dette kursus vil imødekomme denne udfordring og har tre hovedformål:

1. At gøre den studerende klar til fremtidens teknologi indenfor informationsoverførsel — Kvante Internettet.

2. At udstyre den studerende med basal og avanceret viden om denne teknologiske platform:
— Fundamentet for kvanteinformationsoverførsel
— Kvantekommunikationsprotokoller — fra de mest lovende løsninger til de nyeste opfindelser
— Større udfordringer i feltet

3. At give den studerende hands-on erfaring med vigtige eksperimenter som viser kvantefysikkens natur:
— Kvantelyskilde
— To-foton interferens
— Kvante entanglement (sammenfiltring)
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Beskrive konceptet og fordelene ved kvanteinformationsnetværket, inkl. flere moderne implementeringstilgange.
  • Forklare kohærens og dekohærens i kvantesystemer, inkl. i halvlederbaserede to-niveau systemer.
  • Forklare og bruge enkelt-foton kilder og enkelt-foton detektorer.
  • Forklare de vigtigste kvantekommunikationsprotokoller inkl. diskrete variable og kontinuerlige variable systemer med fokus på multidimensionelle kvante systemer.
  • Identificere og beskrive de større udfordringer i feltet, inklusiv kvante hacking og langdistance kommunikation med kvante repeaters.
  • Bruge state-of-the-art udstyr og teknikker til kvantefotoniske eksperimenter, inkl. enkelt-foton korrelationsmålinger, to-foton interferens og kvante-nøglefordeling.
  • Analysere eksperimentelle data og drage konklusioner.
  • Evaluere kritisk de præsenterede emner fra et videnskabeligt synspunkt.
Kursusindhold
Kurset vil bestå af:

— Forelæsninger om state-of-the-art i optisk kommunikation, introduktion til kvanteoptik og kvantenetværk, overførsel af kvante-tilstande, kvante kohærens og dekohærens, enkelt-foton kilder og detektorer, kvante kryptografi og kvante fejl korrektioner.

— Studentseminarer om emnet, for eksempel specifikke kvantekommunikationsprotokoller. De faktiske emner vil blive diskuteret og defineret sammen med de studerende under kurset.

— Laboratorieeksperimenter i fundamentale dele af kvantefysik hvilke, indtil fornylig, kun kunne blive udført i forskningslaboratorier.
Sidst opdateret
02. maj, 2024