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260047 VO Quantum correlations and generalized probabilistic theories: an introduction (2018W)

2.50 ECTS (2.00 SWS), SPL 26 - Physik

An/Abmeldung

Details

Sprache: Englisch

Prüfungstermine

Lehrende

Termine

Erster Termin: Mi., 3.Oktober, 13:00-14:30 Uhr.
Alle weiteren Termine mittwochs, 14:15-15:45 Uhr. Ausnahme: keine VL am 5.12., stattdessen VL am 4.12. von 17:15-18:45 Uhr.
Alle Vorlesungen im IQOQI Seminarraum, Boltzmanngasse 3.


Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Ziel der Veranstaltung ist es, theoretische Grundlagen des operationellen Zugangs zur Quantentheorie zu vermitteln, der die Basis der Quanteninformationstheorie und der verwandten Forschung in “Quantum Foundations” bildet. Inhaltlich liegt der Schwerpunkt auf den Korrelationen: die Quantenmechanik erlaubt “stärkere” Korrelationen als die klassische Physik (nämlich solche, die Bell’sche Ungleichungen verletzen), aber überraschenderweise sind im Prinzip noch stärkere Korrelationen denkbar (sog. “PR-Box-Korrelationen”). Wir werden zunächst untersuchen, wie solche Korrelationen mathematisch beschrieben werden können, und wie die Verletzung Bell’scher Ungleichungen technologische Verwendung findet (z.B. zur Zertifizierung von Zufallszahlen). Danach werden wir sehen, dass die Quantentheorie nur ein Spezialfall einer großen Klasse allgemeinerer probabilistischer Theorien ist (oft mit anderen physikalischen Eigenschaften als die Quantentheorie), und werden den abstrakten Hilbertraum-Formalismus (mit seinen Operatoren, komplexen Zahlen etc.) aus einfach physikalischen Annahmen ableiten.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

Mündliche Prüfung am Ende der Lehrveranstaltung.

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Erfolgreicher Abschluss der Prüfung hinsichtlich des Vorlesungsskripts als auch des Verständnisses, das durch regelmäßigen Besuch der Lehrveranstaltung gewonnen wird.

Prüfungsstoff

Grundlagen konvexer Geometrie, ausgewählte Grundlagen der Quanteninformationstheorie (Zustände, Transformationen, Messungen), Zufall versus No-Signalling etc. Mehr Details hierzu in der Vorlesung.

Literatur

M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Information and Quantum Computation (ausgewählte Kapitel), Cambridge University Press, 2010.
Als Überblick: S. Popescu, Nonlocality beyond quantum mechanics, Nature Physics 10, 264-270 (2014).
A. S. Holevo, Probabilistic and Statistical Aspects of Quantum Theory, North-Holland, 1982.

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

MF 6, MaG 17, MaG 18, UF MA PHYS 01a, UF MA PHYS 01b

Letzte Änderung: Do 05.09.2019 12:27