Bachelor projects

Quantum Information: Simulating a Quantum Search

populations damped oscillation Quantum computers could help in "finding a needle in a haystack" using Grover's quantum search algorithm. However, according to common wisdom the performance of a quantum computer will be spoilt by any form of decoherence (e.g. spontaneous emission by the qubits). By contrast, we have shown recently that a small amount of spontaneous decay can actually be put to good use to make a quantum search more robust. We investigated this by numerical simulations up to a remarkable 29 qubits (!), see http://arxiv.org/abs/quant-ph/0609047. In figure (a) you can see the effect of damping on the quantum search, showing that a steady state is obtained. Figure (b) shows that the largest population in the steady state corresponds to the solution of the search problem (x=0).

In this project we seek extensions of this work. This includes increasing the number of qubits even more, which may involve the use of supercomputers and/or 64-bit computing. We would also like to extend the present approach to multiple item searching. Finally it will be interesting to investigate the properties of the steady state solution, to look for the presence of entanglement and correlation between the qubits. Existing Mathematica code is available.

For more information contact Robert Spreeuw or Tom Hijmans.

Fiber optica

fiber interferometers In de groep Quantum Gases - Atom Optics nemen lasers een belangrijke plaats in als precisie gereedschap, om atomen te vangen, extreem af te koelen en vast te houden, en voor diagnostiek. In toenemende mate worden ook optische glasvezels ingezet om het laserlicht te transporteren en te filteren.

Dit project biedt specifiek de mogelijkheid om ervaring op te doen met moderne glasvezeloptica. Behalve licht recht-toe-recht-aan door een fiber sturen, kun je ook licht splitsen uit een fiber naar twee uitgaande fibers of juist twee fibers combineren in een. Dit biedt de mogelijkheid om een interferometer te construeren die gebruikt kan worden als sensor voor bijvoorbeeld temperatuur, mechanische spanning, of zelfs draaiing (gyroscoop). De laatstgenoemde wordt tegenwoordig steeds vaker toegepast als navigatie-instrument, bijvoorbeeld in vliegtuigen.

In dit project kun je zo'n interferometer zelf opbouwen.

Voor meer informatie: Robert Spreeuw, email spreeuw"AT"science.uva.nl