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Quantum Detectors and Sensors

Learn how to analyze and design quantum sensors and devices that extract maximal information from the world around us

Hay una sesión disponible:

Una vez finalizada la sesión del curso, será archivado.
Comenzó el 23 ago
Termina el 13 dic
16 semanas estimadas
6–9 horas por semana
Al ritmo del instructor
Con un cronograma específico
Gratis
Verificación opcional disponible

Sobre este curso

Omitir Sobre este curso

Classical detectors and sensors are ubiquitous around us from heat sensors in cars to light detectors in a camera cell phone. Leveraging advances in the theory of noise and measurement, an important paradigm of quantum metrology has emerged. Here, ultra-precision measurement devices collect maximal information from the world around us at the quantum limit. This enables a new frontier of perception that promises to impact machine learning, autonomous navigation, surveillance strategies, information processing, and communication systems.

Students in this in-depth course will learn the fundamentals about state-of-the-art quantum detectors and sensors. They will also learn about quantum noise and how it limits quantum devices. The primary goal of the course is to empower students with a critical and deep understanding of emerging applications at the quantum-classical boundary. This will allow them to adopt quantum detectors and sensors for their own endeavors.

De un vistazo

  • Institución: PurdueX
  • Tema: Ingeniería
  • Nivel: Advanced
  • Prerrequisitos:

    Students should be familiar with the fundamentals of electromagnetic fields and possess a basic understanding of differential equations.

Lo que aprenderás

Omitir Lo que aprenderás
  • Theory of quantum noise
  • Superconducting single photon detectors
  • Foundations of Quantum metrology
  • Operating principles of quantum vs. classical detectors
  • Quantum sensing devices including magnetometers and interferometers
  • Theory of quantum coherence

Plan de estudios

Omitir Plan de estudios

Module 1: Quantum Noise

  • Bosons vs. Fermions
  • Bosonic Harmonic Oscillator
  • Two-Level Atoms
  • Fluctuation-Dissipation Theorem
  • Vacuum Fluctuations

Module 2: Quantum Detectors

  • Classical Detectors
  • Single Photon Avalanche Detectors
  • Superconducting Detectors
  • Quantum Interference
  • Quantum Non-Demolition Measurement

Module 3: Quantum Sensing

  • Quantum Fisher Information
  • Coherent States and Squeezed States
  • Quantum Interferometry
  • Nitrogen Vacancy Centers in Diamond
  • Quantum Phase Transition Based Sensing Detection

Acerca de los instructores

¿Quién puede hacer este curso?

Lamentablemente, las personas residentes en uno o más de los siguientes países o regiones no podrán registrarse para este curso: Irán, Cuba y la región de Crimea en Ucrania. Si bien edX consiguió licencias de la Oficina de Control de Activos Extranjeros de los EE. UU. (U.S. Office of Foreign Assets Control, OFAC) para ofrecer nuestros cursos a personas en estos países y regiones, las licencias que hemos recibido no son lo suficientemente amplias como para permitirnos dictar este curso en todas las ubicaciones. edX lamenta profundamente que las sanciones estadounidenses impidan que ofrezcamos todos nuestros cursos a cualquier persona, sin importar dónde viva.

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