Quantum information in curved spacetime - NTMF095

• Anglický název: Quantum information in curved spacetime
• Zajišťuje: Ústav teoretické fyziky (32-UTF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2023 do 2023
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina, čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: http://utf.mff.cuni.cz/vyuka/NTMF095/
• Garant: doc. Mgr. David Kubizňák, Ph.D.; prof. RNDr. Pavel Krtouš, Ph.D.
• Vyučující: doc. Mgr. David Kubizňák, Ph.D.
• Patří mezi: Doporučené přednášky 2/2

Anotace

čeština

V přednášce se podíváme na některé fascinující fyzikální jevy, které vzniknou, pokud propojíme teorii obecné relativity s teorií kvantovou a zejména pak s moderní teorií kvantové informace. Popovídáme si o tom, jak lokálně měřit kvantová pole v křivém prostoročase pomocí částicových detektorů Unruha a de Witta (UdW), a ukážeme si, jak se z jejich měření můžeme dozvědět o globální struktuře prostoročasu. Budeme si také povídat o Unruhově efektu, “těžit entaglement” z kvantového vakua, diskutovat kvantovou teleportaci energie a další. Předpokládá se znalost obecné relativity a kvantové teorie.

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)

angličtina

In this course, we shall study some fascinating phenomena that arise when the fields of general relativity, quantum field theory, and quantum information are put together. In particular, we shall discuss how to locally measure quantum fields in curved spacetime by using particle Unruh-de Witt (UdW) detectors, and show how such detectors can be used to uncover global spacetime features. We shall also review the Unruh effect, study entanglement harvesting, discuss quantum energy teleportation, and more. Basic knowledge of general relativity and quantum theory is required.

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (12.05.2023)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Ústní zkouška

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)

angličtina

Oral exam

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)

Literatura

čeština

Birrell N. D., Davies P. C. W.: Quantum fields in curved space (Cambridge University Press, Cambridge, 1984)

Mukhanov V., Winitzki S.: Introduction to Quantum Effects in Gravity (Cambridge University Press, Cambridge, 2007)

+ články na archivu

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)

angličtina

Birrell N. D., Davies P. C. W.: Quantum fields in curved space (Cambridge University Press, Cambridge, 1984)

Mukhanov V., Winitzki S.: Introduction to Quantum Effects in Gravity (Cambridge University Press, Cambridge, 2007)

+ arxiv papers

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška je ústní, požadavky odpovídají sylabu, v detailech pak tomu, co bylo během semestru odpřednášeno.

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (12.05.2023)

angličtina

The oral examination follows the syllabus of the course as covered by the lectures.

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (12.05.2023)

Sylabus

čeština

Předběžný obsah přednášky

1) Měření kvantových polí: UdW detector a aproximace kvantové optiky

2) Unruhův efekt: Gibbsova distribuce, KMS stav, detailní balance

3) Kvantová detekce vlastností prostoročasu

4) Těžení entanglementu z kvantového vakua

5) Kvantový přenos informace

6) Kvantová teleportace energie

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)

angličtina

Preliminary content:

1) Measuring quantum fields: UDW detectors, quantum optics approximation

2) Unruh effect: Gibbs, KMS condition, detailed balance

3) Quantum detection of spacetime features

4) Entanglement harvesting

5) Quantum collect calling

6) Quantum energy teleportation

Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2023)