Guía docente de Nuevos Desarrollos en Física Cuántica (M44/56/2/33)

Contextualidad de los observables cuánticos. Correlaciones y localidad. Óptica cuántica. Coherencia. Fotones en información cuántica. Nuevos experimentos en física cuántica. Criptografía cuántica. Computación cuántica.

Los requisitos son los propios del acceso al correspondiente máster.

Como resultado de su aprendizaje:

a) El alumno debería conocer y comprender: 

• Las bases teóricas cuánticas de la física moderna, especialmente en su aplicación a recientes fenómenos experimentales.
• La importancia de algunas de las nuevas aplicaciones desarrolladas en el campo de la Información cuántica.

b) El alumno debería ser capaz de: 

• Adquirir un dominio de la disciplina que le permita iniciarse en nuevos campos a través del estudio independiente.
• Desarrollar un pensamiento crítico que le permita juzgar la corrección y adecuación de los contenidos distribuidos a través de los diversos canales de información científica.
• Resolver los problemas planteados, aplicando los métodos matemáticos y numéricos requeridos.
• Captar lo esencial de la aplicación de la teoría cuántica a algunas nuevas tecnologías en creciente desarrollo.

TEMARIO TEÓRICO:

1. Contextualidad y no localidad de Bell. Teoremas de Einstein-Podolsky-Rosen, de Bell y de Bell- Kochen-Specker. Realismo local, correlaciones cuánticas y experimentos. Entrelazamiento.
2. Óptica cuántica. Coherencia. Interferometría. Experimentos con fotones entrelazados.
3. Nuevos experimentos en física cuántica. Pruebas de las desigualdades de Bell. Teleportación. Complementariedad.
4. Computación cuántica. Puertas y circuitos cuánticos. Algoritmos cuánticos: transformada de Fourier cuántica. Algoritmos de búsqueda, algoritmo de Grover. Algoritmos de factorización, algoritmo de Shor.

• Bertlmann, R. A. and Zeilinger, A.; Quantum [Un]speakables. From Bell to Quantum Information. Springer; 2002. ISBN: 3-540-42756-2.
• Espagnat, B. D'; Veiled Reality. An analysis of Present-day Quantum Mechanical Concepts. Addison-Wesley, 1995. ISBN: 0-201-56988-4.
• Fox, M.; Quantum Optic. An introduction. Oxford Univ. Press; Oxford, 2004. ISBN: 0–19–856672– 7, 978–0–19–856672–4.
• Garrison, J. C. and R. Y. Chiao, Quantum Optics, Oxford Univ. Press, Oxford, 2008. ISBN: 978-0- 19-850886-1.
• Gerry, C. C. and Knight, P. L., Introductory Quantum Optics, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2005. ISBN: 0-521-82035-9.
• Home, D., Kar, G. and Majumdar A. S.; 75 years of quantum entanglement: Foundations and Information Theoretic Applications. American Institute of Physics; New York, 2011. ISBN: 978-0- 7354-0945-3.
• Jaeger, Gregg. Quantum Information, an overview. Springer, 2007. ISBN: 0-387-35725-4.
• Nielsen, Michael A. & Chuang, Isaac L.; Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press; Cambridge, 2010. ISBN: 978-1-107-00217-3.
• Paul, H.; Introduction to Quantum Optics. From light Quanta to Quantum Teleportation. Cambridge Univ. Press; Cambridge, 2004. ISBN: 0-521-83563-1.
• Wheeler, J.A. and Zurek, W.H.; Quantum Theory and Measurement. Princenton Univ. Press; New Jersey, 1983. ISBN: 0-691-08315-0.
• Yeung, Raymond W.; A first course in information theory. Kluver Academic / Plenum Publishers; 2002. ISBN: 0-306-46791-7, 978-0-306-46791-2.

• Baggot, J.; The meaning of quantum theory, Oxford Univ., Oxford, 1992.
• Boscá, M.C.; Computación, teletransporte y criptografía cuánticas, RBA, 2017.
• Miller, A.I., ed.; Sixty-two Years of Uncertainty. Historical, Philosophical, and Physical Inquiries into the Foundations of Quantum Mechanics, NATO ASI Series, Series B: Physics Vol. 226, Plenum, Nueva York, 1990.
• V.V.A.A.; Misterios de la Física Cuántica, Investigación y Ciencia, Temas 10, 1997.
• V.V.A.A.; Fronteras de la Física Cuántica, Investigación y Ciencia, Temas 86, 2016.

E-prints:

• http://arxiv.org/archive/quant-ph
• Quantum Computing in Nature: http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7280/full/463441a.html

Grupos de investigación:

• http://oxfordquantum.org/
• www.quantumoptics.net 
• http://vcq.quantum.at/​​​​​

Cursos relacionados (con apuntes):

• www.fisicacuantica.es
• http://www.cse.iitd.ernet.in/~suban/quantum/
• https://people.eecs.berkeley.edu/~vazirani/
• http://www.theory.caltech.edu/people/preskill/
• http://theory.caltech.edu/~preskill/ph219/ph219_2021-22.html
• http://www.cse.iitd.ernet.in/~suban/quantum/

La evaluación continua se realizará mediante los siguientes ítems:

• El seguimiento del trabajo personal de los alumnos durante todo el curso, que valorará su asistencia y su participación activa en las clases y en la resolución de los problemas que, en su caso, se propongan por los profesores.
• La evaluación de un trabajo final sobre un tema relacionado con las materias desarrolladas en la asignatura y aceptado de forma previa por uno de sus profesores, realizado de forma individual por cada alumno. Este trabajo consistirá en la entrega de una memoria escrita, junto con su subsiguiente exposición y defensa oral pública.

La evaluación continua culminará en una calificación final que, en la convocatoria ordinaria, se obtendrá según un baremo en el que se integrarán a partes iguales los dos anteriores ítems.

La evaluación en la convocatoria extraordinaria culminará en una calificación final que se obtendrá según un baremo en el que contribuirán a partes iguales:

a) La nota obtenida en un examen, oral o escrito, sobre los contenidos del programa completo de la asignatura;

b) La evaluación de la memoria de un trabajo realizado de forma individual por cada alumno, sobre un tema relacionado con la asignatura y aceptado de forma previa por uno de sus profesores.

• De acuerdo con la “Normativa de evaluación y calificación” de la Universidad de Granada, para acogerse a la evaluación única final el estudiante deberá solicitarlo al Coordinador del Máster, en el plazo establecido en la normativa y a través del procedimiento electrónico habilitado, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.
• La evaluación única final se efectuará en un solo acto académico y consistirá, de acuerdo con la normativa vigente de la Universidad de Granada, en la realización de un examen, que podrá ser oral o escrito, y en el que se tendrá que: a) responder correctamente a una serie de cuestiones de teoría, y b) resolver algunos problemas de aplicación, referentes en todo caso al programa oficial de la asignatura. Dicho examen aportará el 100% de la calificación final.