量子光學導論

目錄
第 1章引言 .1
1.1本書的范圍和目標 .1
1.2歷史 .1
1.3本書內容 5
參考文獻 6
更多閱讀的建議 6
第 2章場量子化 .8
2.1單模場的量子化 8
2.2單模場的量子漲落 . 13
2.3單模場的正交算符 . 14
2.4多模場 . 15
2.5熱平衡場 21
2.6真空漲落和零點能 . 25
2.7量子相位 29
習題 34
參考文獻 36
參考書目 36
第 3章相干態(tài) 37
3.1湮滅算符的本征態(tài)和最小不確定態(tài) . 37
3.2位移真空態(tài) . 41
3.3波包和時間演化 43
3.4相干態(tài)的產生 . 44
3.5相干態(tài)的更多性質 . 45
3.6相干態(tài)的相空間圖像 . 48
量子光學導論
3.7密度算符和相空間幾率分布 . 50
3.8特征函數(shù) 55
習題 60
參考文獻 61
參考書目 62
第 4章原子輻射的發(fā)射和吸收 . 63
4.1原子-場相互作用 . 63
4.2原子與經典場的相互作用 . 65
4.3原子與量子場的相互作用 . 69
4.4拉比模型 73
4.5全量子模型與 J-C模型 76
4.6綴飾態(tài) . 83
4.7密度算符方法：在熱態(tài)上的應用 . 86
4.8大失諧下的 J-C模型：色散相互作用 89
4.9 J-C模型的推廣 91
4.10 J-C模型的施密特分解和馮 ·諾伊曼熵 . 91
習題 93
參考文獻 95
參考書目 96
第 5章量子相干函數(shù) 97
5.1經典相干函數(shù) . 97
5.2量子相干函數(shù) . 101
5.3楊氏干涉 104
5.4高階相干函數(shù) . 106
習題 111
參考文獻 112
參考書目 112
第 6章分束器與干涉儀 . 113
6.1單光子實驗 . 113
6.2分束器的量子力學描述 114
目錄 VII
6.3單光子干涉儀 . 120
6.4無相互作用測量 121
6.5相干光的干涉測量 . 123
習題 124
參考文獻 125
參考書目 125
第 7章非經典光 . 127
7.1正交壓縮 127
7.2正交壓縮光的產生 . 141
7.3正交壓縮光的探測 . 142
7.4振幅（或光子布居數(shù)）壓縮態(tài) . 143
7.5光子反聚束 . 145
7.6薛定諤貓態(tài) . 147
7.7雙模壓縮真空態(tài) 154
7.8高階壓縮 160
7.9寬帶壓縮光 . 161
習題 162
參考文獻 164
參考書目 165
第 8章耗散相互作用和退相干 . 167
8.1導引 . 167
8.2單系統(tǒng)實現(xiàn)或系綜實現(xiàn) 168
8.3單個量子系統(tǒng)的實現(xiàn) . 170
8.4三能級原子的亞穩(wěn)態(tài)和傳輸動力學 . 173
8.5退相干 . 175
8.6從退相干中生成相干態(tài)：光平衡 . 178
8.7總結 . 178
習題 178
參考文獻 179
參考書目 180
第 9章量子力學的光學驗證 181
9.1光子源：自發(fā)參量下轉換 . 182
VIII 量子光學導論
9.2 HOM干涉儀 185
9.3量子擦除器 . 187
9.4誘導的量子相干 189
9.5光子的超光速隧穿 . 191
9.6局域實在論和貝爾理論的光學驗證 . 192
9.7弗朗松實驗 . 197
9.8下轉換光在無絕對標準度量學方面的應用 . 199
習題 200
參考文獻 201
參考書目 202
第 10章腔量子電動力學以及離子阱的實驗 203
10.1 里德伯原子 . 203
10.2 與腔場進行相互作用的里德伯原子 205
10.3 J-C模型在實驗中的實現(xiàn) . 209
10.4 在腔 QED中制備糾纏原子對 . 212
10.5 用大失諧條件下的原子-場相互作用實現(xiàn)薛定諤貓態(tài)以及從量子到經典的退相干 213
10.6 光子數(shù)的量子非破壞測量 . 217
10.7 J-C型相互作用在囚禁離子運動中的實現(xiàn) 217
10.8結束語 220
習題 221
參考文獻 221
參考書目 223
第 11章量子糾纏的應用 ——海森伯極限下的量子干涉和量子信息處理. 224
11.1 量子糾纏優(yōu)勢 225
11.2 糾纏和干涉測量 226
11.3 量子隱形傳態(tài) 228
11.4 密碼術 230
11.5 私鑰密碼系統(tǒng) 230
11.6 公鑰密碼系統(tǒng) 232
11.7 量子隨機數(shù)產生器 . 233
11.8 量子密碼術 . 234
目錄 IX
11.8.1量子密鑰分發(fā) 234
11.8.2 BB84協(xié)議 234
11.8.3 B92協(xié)議 237
11.8.4埃克特協(xié)議 . 238
11.9量子通信的前景 239
11.10量子計算邏輯門 . 239
11.11一些量子門的光學實現(xiàn) . 243
11.12退相干和量子糾錯 . 247
習題 247
參考文獻 248
參考書目 250
附錄 A密度算符、糾纏態(tài)、施密特分解和馮·諾伊曼熵 . 251
A.1密度算符 . 251
A.2兩態(tài)系統(tǒng)和布洛赫球 . 254
A.3糾纏態(tài) . 255
A.4施密特分解 256
A.5馮·諾伊曼熵 258
A.6密度算符的動力學 259
參考文獻 259
重要文獻 259
附錄 B果殼里的量子測量理論 . 261
參考文獻 263
附錄 C推導大失諧（遠離共振）相互作用下的有效哈密頓量 . 264
參考文獻 266
附錄 D非線性光學和自發(fā)參量下轉換 . 267
參考文獻 268