教学讲师和课程主管,现代临床医生的道德算法|链接TA,分布式系统(CIS 5050,Penn)| 2025年春季TA,深度学习原理(ESE 5460,PENN)| 2024年秋季TA,成像信息学(EAS 5850,PENN)| 2024年春季,2024年夏季Head TA,医疗和技术(CIS 7000,Penn)| 2023年秋季,2024年秋季TA,医学生诊断超声(Penn)| 2023年 - 临时医学(PENN)|目前的TA | 2023年 - 现在的ta,应用数学(ACM 95A,加州理工学院)|冬季2021 TA,研究生物理学(pH 106A,加州理工学院)| 2020年秋季TA,应用数学(ACM 95B,加州理工学院)|春季2020 TA,量子物理学(pH 12B,加州理工学院)|冬季2020 TA,电动力学和磁性(pH 1C,加州理工学院)| 2019年春季TA,操作系统(CS 24,加州理工学院)| 2019年春季TA,波浪和振荡(pH 12A,加州理工学院)| 2019年秋季TA,电动力学和磁性(pH 1C,加州理工学院)| 2019春季TA,特殊相对论和静电学(pH 1B,加州理工学院)| 2019年冬季
Hybrid quantum phononics with superconducting qubits* Johannes Pollanen Cowen Distinguished Chair in Experimental Physics, Associate Professor of Physics, and Associate Director of MSU Center for Quantum Computing, Science, and Engineering (MSU-Q), Michigan State University Superconducting qubits, and the experimental architecture of circuit quantum electrodynamics (cQED), have emerged as not only a promising platform用于量子计算,还用于研究合成/混合量子系统的基本和应用方面,该系统由量子比其他量子系统或自由度耦合。,能够利用超导Qubits的特性来调查和操纵语音自由度,从而为使用高频声音探索电路量子光学元件的新智能打开了大门。由于量子位提供了本质上强的非线性,这些类型的混合“量子声”系统具有访问广泛的量子运动状态,超出有效的线性光学机械或机电相互作用,而不是可实现的。
量子比率理论定义了符合普朗克 - 因斯坦关系𝐸= ℎ𝜈 = ℎ𝜈 = ℎ𝜈 =𝑒=𝑒22 ∕ℎ𝐶的量子机械速率是一个与量子电容𝐶𝐶𝐶𝐶𝑞𝐸=𝐸=𝐸=𝑒=𝑒22 ∕𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑞以前,这种对𝜈的定义已成功地用于定义氧化还原反应的电子转移(ET)速率常数的量子机械含义,其中与ET反应有关的法拉达电流证明了与室温下的相对论量子电动力学有关(Bueno,2023c)。这项研究表明,𝜈的定义需要与态密度的扰动(𝑑𝑛𝑑𝑛𝑑𝐸)=𝐶𝑒2的扰动本质上相关的相对论量子电动力学现象。在此基础上,计算了嵌入电解质环境中的石墨烯的电子结构。使用量子比率光谱法(QRS)测量的电子结构与通过角度分辨的光发射光谱(ARPE)或通过计算密度功能官能理论(DFT)方法计算得出的电子结构非常吻合。电化学QRS比ARPE具有明显的实验优势。例如,QRS可以在室温和电解质环境下获得石墨烯的电子结构,而ARPES需要低温和超高效率。更重要的是,QRS可以使用手持式,廉价的设备在原位上操作,而Arpes一定需要昂贵且繁琐的设备。
摘要 爱因斯坦经常用“光子盒”进行思想实验,无限次地存储场。但这还只是梦想。然而,我们可以在超导腔中存储数十亿个周期的量子微波场。使用圆形里德堡原子,可以非常详细地探测这些捕获场的量子态。腔量子电动力学工具可用于直接确定 Husimi Q 和 Wigner 准概率分布。它们提供了对场的经典或非经典性质的非常直接的洞察。
1. 量子现象背景下的古典物理学回顾 行星运动和原子、辐射和量化、随机过程和干涉。 2. 量子力学的数学语言 量子态、算子、矩阵、不确定性和时间演化。 3. 基本量子系统 盒中粒子、谐振子、非谐振子、隧穿。快速了解静态微扰理论。 4. 耦合量子系统 纠缠、密度矩阵、测量和退相干。快速了解费米黄金法则。 5. 探索量子腔量子电动力学、量子控制、量子非破坏性测量 6. 量子计算简介(时间允许)
(C) 理论物理专业(至少 12 个学分) 1. 等离子体物理 PYL657 [3-0-0],3 2. 高级等离子体物理 PYL659 [3-0-0],3 3. 高级凝聚态理论 PYL740 [3-0-0],3 4. 场论和量子电动力学 PYL741 [3-0-0],3 5. 广义相对论和入门天体物理学 PYL742 [3-0-0],3 6. 群论及其应用 PYL743 [3-0-0],3 7. 高能物理 PYL744 [3-0-0],3 8. 高级统计力学 PYL745 [3-0-0],3 9. 非平衡统计力学及其跨学科应用 PYL746 [3-0-0],3 10. 量子光学 PYL748 [3-0-0],3 11. 量子信息与计算 PYL749 [3-0-0],3
本课程进一步建立在自然的量子力学描述中,如量子力学1和2中的早期所研究。重点是量化具有多个自由度的系统或连续限制的现场理论。由此产生的量子场理论描述了一种普遍的结构,该结构在许多情况下出现,其中连续描述适当。主要用作基本粒子物理语言的主要用途,也是量子重力模型的基础(例如,字符串理论),量子场理论也与描述固态物理学中的关键现象有关。用量子电动力学(QED)作为主要例子说明了这些概念。重点是理解物理概念及其与数学模型的关系。
量子测量是量子信息研究和应用中发挥关键作用的基本操作。我们通过比较它们各自的测量反作用和每个光子的测量信噪比,研究了在电路量子电动力学装置中使用光的量子、相干和经典热态如何影响量子测量的性能。在强色散极限下,我们发现热光能够以与相干光相当的效率进行量子测量,而单光子光的表现则优于热光。然后,我们分析了每种测量方案的热力学成本。我们表明,单光子光在单位信息增益的能量成本方面表现出优势,达到了基本的热力学成本。
量子力学是物理学最基础的领域,20 世纪的大多数发现和发明都源自该领域,在 21 世纪仍发挥着重要作用。量子力学的基础形成于 1900 年至 1930 年之间(普朗克,1943 年;玻尔,1922 年;布罗意,1929 年;海森堡,1933 年;薛定谔,1933 年;狄拉克,1933 年;爱因斯坦,1923 年)。众所周知,每个原子的结构都是由量子力学决定的。量子力学的引入使得人们能够理解宇宙的基本定律,具有重大的经济意义。正如伟大的物理学家保罗·狄拉克在 1929 年所说,原则上,化学可以用量子力学理论来解释。事实上,所有化学和材料科学课程以及物理课程都包含量子力学。物理学传统上启发了其他科学研究领域,并为该领域的进步做出了重大贡献。1950 年至 1960 年间,分子生物学的诞生表明量子力学和物理学(Schrödinger,1944 年;Davies,2008 年)。这启发了生物学家弗朗西斯·克里克、詹姆斯·沃森和莫里斯·HF·威尔金斯利用这些定律发现 DNA(Crick,1962 年;Walt,1962 年;Wilkins,1962 年),以及生物物理学家马克斯·德尔布吕克、阿尔弗雷德·D·赫尔希和萨尔瓦多·E·卢里亚发现与病毒的复制机制和遗传结构相关的内容(Delbrück,1969 年;Hershey,1969 年;Luria,1969 年)。量子力学对于设计固态设备(如晶体管,作为任何电子设备和计算机的构建块)是必不可少的。在量子力学和相对论出现之前,仅使用经典物理学是无法对半导体或任何材料进行合理理解的。所谓的量子电动力学描述了激光和光与物质的相互作用,这归功于量子电动力学的基本工作(Schwinger,1965 年;Feynman,1965 年;Tomonaga,1966 年)。基本粒子物理学