Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Esta asignatura abarca conceptos fundamentales y avanzados de óptica cuántica y su relevancia en la información y tecnologías cuánticas. Se comienza con una visión general de la cuantización de campos, centrándose en campos de modo único, fluctuaciones del vacío y espacio de fases. Se introducen los sistemas cuánticos de dos niveles, incluyendo la Aproximación de Onda Rotante, modelos semiclásicos, oscilaciones de Rabi, el Efecto Stark AC y las transiciones de Landau-Zener. Se examina la interacción entre la luz y la materia a través del modelo de Jaynes-Cummings. Además, se aborda la interferometría y los elementos ópticos, cubriendo la teoría de divisores de haz, fuentes de luz, polarizadores y experimentos clave como el interferómetro de Michelson y el efecto Hong-Ou-Mandel. Finalmente, se introducen los sistemas cuánticos abiertos y la decoherencia, discutiendo la ecuación maestra, las fuentes de ruido y las implicaciones de la decoherencia para la escalabilidad de las tecnologías cuánticas.

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

Ezagutzak edo edukiak:

RCO1. Ikaslea mundu kuantikoaren oinarriak azaltzeko gai izango da, oinarrizko mailan zein maila teknikoan.

RCO2. Ikasleak mekanika kuantikoari buruzko oinarrizko literatura ezagutuko du eta ikerketari lotutako artikuluei probetxu aterako die.

RCO3. Ikaslea gai izango da fisika kuantikoko ikerketaren testuinguruan ideia eta aplikazio originalak garatzen hasteko.

RCO4. Ikaslea gai izango da banaka ikertzeko, modu argi eta egituratuan laburbiltzeko eta aurkezteko master programa honen esparruan landutako mekanika kuantikoaren jakintza arloekin lotutako gai konplexuak.

RCO5. Ikaslea gai izango da ikuskatuta berak sortutako lan bat idazteko eta defendatzeko, inpaktu handiko datu baseetan indexatutako aldizkarietan argitaratzeko eskatzen diren kalitate estandarrak betetzeko.

RCO6. Ikaslea gai izango da zientzia eta teknologia kuantikoaren esparruan berrikuntza eta transferentzia teknologikoko aukerak identifikatzeko.

RCO12. Ikaslea gai izango da mekanika kuantikoak Teknologia Kuantikoen arloan dituen aplikazioen oinarrizko literatura ezagutzeko.





Gaitasunak:

RC1. Ikasleak ideien garapenean eta/edo aplikazioan originalak izateko oinarri edo aukera ematen duten ezagutzak izan eta ulertuko ditu, askotan ikerketaren testuinguruan.

RC2. Ikasleak eskuratutako ezagutzak eta arazoak ebazteko gaitasuna aplikatzeko gai izango da, inguru berrietan edo oso ezagunak ez diren arloetan, bere ikerketa arloarekin lotutako testuinguru zabalagoetan (edo diziplina anitzeko testuinguruetan).

RC3. Ikasleak ezagutzak integratzeko eta informazio osatugabe edo mugatutik abiatuta iritziak formulatzeko konplexutasunari aurre egiteko gai izango da, informazio horrek bere ezagutzen eta iritzien aplikazioari lotutako erantzukizun sozial eta etikoei buruzko gogoetak barne hartzen baditu.

RC4. Ikaslea gai izango da bere ondorioak eta ezagutzak eta horien arrazoiak azaltzeko publiko espezializatuari eta espezializatu gabeko publikoaren, argi eta anbiguetaterik gabe.

RC5. Ikasleak neurri handi batean autozuzenduta edo modu autonomoan ikasten jarraitzea ahalbidetuko duten ikaskuntza gaitasunak izango ditu.



Trebetasunak:



RHE1. Ikasleak iturri bibliografikoetan bilatzeko tresnak erabiltzen jakingo du.

RHE2. Ikasleak ikerketa artikuluak irakurtzeko eta bere lanera gehitzeko gaitasun kritikoa izango du.

RHE3. Ikaslea hitzkuntza ofizialetako batean eta ingelesez berak egindako lan bat idazteko eta aurkezteko gai izango da.

RHE4. Ikasleak argi eta eraginkortasunez kontzeptu eta emaitza zientifikoak helarazteko gaitasuna izango du, publiko espezializatuari zein espezializatu gabeko publikoari, aurkezpen eta argitalpenen bidez.

RHE5. Ikasleak gaitasuna izango du modu autonomoan ikasteko eta aurrerapen zientifiko eta teknologikoen inguruan eguneratuta egoteko.





RHT1. Ikasleak mekanika kuantikoaren oinarrizko printzipioak ulertu eta aplikatuko ditu, zientzia kuantikoko oinarrizko ikerketaren esparruko arazoak aztertu eta ebazteko.

RHT2. Ikasleak mekanika kuantikoaren oinarrizko printzipioak ulertu eta aplikatuko ditu, teknologia kuantikoaren ikerketaren esparruko arazoak aztertu eta ebazteko.

RHT3. Ikaslea probetxuz sartu ahal izango da oinarrizko ikerketa proiektu batean edo ikerketa proiektu aplikatu batean, eta alderdi kuantikoak eta diziplina anitzeko inguruneetan arazoak ebazteko alderdiak aplikatzeko.

RHT5. Ikaslea gai izango da fisika kuantikoan oinarritutako aplikazio teknologikoak lortzeko tresna eta teknika egokiak ebaluatzeko eta hautatzeko.

RHT6. Ikaslea gai izango da teknologia kuantikoak garatzera bideratutako enpresa batean integratzeko, eta horren ikerketan eta garapenean aurrera egiten eta mekanika kuantikoaren printzipioetan oinarritutako estrategia berriak ezartzen lagutzeko.

Irakasgai-zerrenda

Introduction. Scope and aim of the course: Quantum Optics as a generic vehicle for quantum information and technologies, brief history.

Field Quantization. Quantisation of a single-mode field, vacuum fluctuations, quadrature operators and phase space, thermal fields, quantum phase.

Two-Level Quantum Systems. Rotating Wave Approximation, semiclassical model, Rabi oscillations, Rabi model, AC Stark Effect, dressed states, adiabatic passage, Landau Zener, sideband cooling.

Light-Matter interaction. Atom¿field interactions, the Jaynes¿Cummings model, The Jaynes¿Cummings model with large detuning: a dispersive interaction.

Interferometry and Optical Elements. Theory of beam splitters, sources of light, SPDC, polarisers, optical fibre, Michelson interferometer, Hanbury-Brown and Twiss, Hong-Ou-Mandel.

Open Quantum Systems and Decoherence. Introduction to master equation, sources of noise, preservation of coherence and decoherence, implications in the scalability of quantum technologies.

Bibliografia

Nahitaez erabili beharreko materiala

Oinarrizko bibliografia

Introductory Quantum Optics by Gerry and Knight (Cambridge)

Quantum Continuous Variables by Alessio Serafini (Taylor and Francis)

Quantum Optics by Fox (Oxford)

Introduction to Quantum Optics by Grynberg, Aspect and Fabre (Cambridge)

Gehiago sakontzeko bibliografia

Additional material is provided via Egela (other books, articles, news, and auxiliary notes for specific topics).