Kwantowa teoria pomiaru i estymacji

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:	1102-6`KTPE
Kod Erasmus / ISCED:	13.205 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu:	Kwantowa teoria pomiaru i estymacji
Jednostka:	Wydział Fizyki
Grupy:
Strona przedmiotu:	http://www.fuw.edu.pl/~demko/students.html
Punkty ECTS i inne:	(brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS: roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS; tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h; 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się; tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS; nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta. zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia:	polski
Założenia (opisowo):	Znajomość podstaw mechaniki kwantowej i algebry liniowej. Przydatny (choć nie niezbędny) będzie też wcześniejszy kontakt z kwantową teorią informacji i optyką kwantową.
Tryb prowadzenia:	w sali
Skrócony opis:	Wykład ma na celu wprowadzenie do dynamicznie rozwijającej się w ostatnich latach kwantowej teorii pomiaru i estymacji. Rozpoczynając od opis pomiaru kwantowego, kwantowych zasady nieoznaczoności, wprowadzenia narzędzi klasycznej i kwantowej teorii estymacji dojdziemy do zastosowań obejmujących praktyczną rekonstrukcję stanów kwantowych, zwiększanie precyzji detektorów fal grawitacyjnych i zegarów atomowych.
Pełny opis:	Szczegółowy program: 1. Pomiary kwantowe - aspekty filozoficzne związane z zagadnieniem pomiaru kwantowego - matematyczny opis pomiarów kwantowych - oddziaływanie układu z urządzeniem pomiarowym - mechanizmy dekoherencji - silne i słabe pomiary 2. Stany kwantowe - kwantowe stany układu wielu spinów - kwantowe stany światła - stany ściśnięte - uogólnione zasady nieoznaczoności - pomiary jednoczesne niekomutujących obserwabli 3. Klasyczna teoria estymacji - estymatory - nierównośc Cramera-Rao, inf. Fishera - estymacja największej wiarygodności - estymacja Bayesowska 4. Kwantowa teoria estymacji - rozróżnialność stanów kwantowych - kwantowa informacja Fishera - optymalna Bayesowska estymacja stanów kwantowych - pomiary kowariantne - rekonstrukcja stanów kwantowych 5. Metrologia kwantowa - estymacja kanałów kwantowych - optymalna estymacja fazy - zastosowania w detektorach fal grawitacyjnych - zastosowania w zegarach atomowych - wpływ dekoherencji na kwantowa poprawę precyzji - fundamentalne ograniczenia na kwantową poprawę precyzji
Literatura:	S. M. Kay "Fundamentals of statistical signal processing: estimation theory" C. W. Helstrom "Quantum detection and estimation theory", A. S. Holevo "Probabilistic and Statistical Aspects of Quantum Theory"
Efekty uczenia się:	Rozumienie ograniczeń nakładanych przez mechanikę kwantową na pomiary układów fizycznych. Umiejętność sformułowania problemów poszukiwania optymalnych strategii pomiarowych i ich rozwiązania w szczególnych przypadkach. Umiejętność praktycznej rekonstrukcji stanów kwantowych. Zastosowanie wiedzy na temat kwantowych stanów światła i atomów do analizy potencjalnej poprawy precyzji w interferometrach fal grawitacyjnych i zegarach atomowych.
Metody i kryteria oceniania:	Egzamin pisemny, zadania domowe

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.