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『簡體書』量子光学导论

書城自編碼: 3443061
分類: 簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作者: [美]克里斯托弗·格里 [英]彼得·奈特,景俊 译
國際書號(ISBN): 9787302535188
出版社: 清华大学出版社
出版日期: 2019-11-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 435

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編輯推薦:
整部书写作非常细致,处理也很巧妙。包含了目前非常流行的处理原子和相干光源相互作用的各种基本模型和理论处理方案。同时也控制了篇幅,节约了研究者的入门时间。
內容簡介:
本书对量子光学领域包括光的量子本质以及光与物质的相互作用作了初步介绍。
本书内容几乎完全与量子化的电磁场相关。涵盖的主题包括空腔中单模场量子化、多模场量子化、量子相位、相干态、相空间赝几率分布、原子与场的相互作用、J-C模型、量子相干理论、分束器和干涉仪、非经典场压缩态、纠缠光子局域实在论(涉及下转换、腔量子电动力学的实验实现、囚禁离子、退相干及其应用、量子信息处理和量子密码术)的检验。本书提供了大量课后习题以及综述文献目录。
本书专为那些已经学过量子力学的高年级本科生以及低年级研究生开设量子光学课程而设计。
關於作者:
景俊,浙江大学物理学系教授博士生导师。
1998-2002年,上海交通大学物理系 本科
2002-2007年,上海交通大学物理系 博士
2007-2014年,上海大学物理系,讲师、副教授
2010-2012年,美国新泽西史蒂文斯理工学院,博士后
2013-2014年,美国纽约州立大学布法罗分校物理系,研究科学家 2014-2017年吉林大学原子与分子物理研究所,教授博士生导师2016年,香港理工大学应用物理系,研究科学家
目錄
目录
第 1章引言 .1
1.1本书的范围和目标 .1
1.2历史 .1
1.3本书内容 5
参考文献 6
更多阅读的建议 6
第 2章场量子化 .8
2.1单模场的量子化 8
2.2单模场的量子涨落 . 13
2.3单模场的正交算符 . 14
2.4多模场 . 15
2.5热平衡场 21
2.6真空涨落和零点能 . 25
2.7量子相位 29
习题 34
参考文献 36
参考书目 36
第 3章相干态 37
3.1湮灭算符的本征态和最小不确定态 . 37
3.2位移真空态 . 41
3.3波包和时间演化 43
3.4相干态的产生 . 44
3.5相干态的更多性质 . 45
3.6相干态的相空间图像 . 48
量子光学导论
3.7密度算符和相空间几率分布 . 50
3.8特征函数 55
习题 60
参考文献 61
参考书目 62
第 4章原子辐射的发射和吸收 . 63
4.1原子-场相互作用 . 63
4.2原子与经典场的相互作用 . 65
4.3原子与量子场的相互作用 . 69
4.4拉比模型 73
4.5全量子模型与 J-C模型 76
4.6缀饰态 . 83
4.7密度算符方法:在热态上的应用 . 86
4.8大失谐下的 J-C模型:色散相互作用 89
4.9 J-C模型的推广 91
4.10 J-C模型的施密特分解和冯 诺伊曼熵 . 91
习题 93
参考文献 95
参考书目 96
第 5章量子相干函数 97
5.1经典相干函数 . 97
5.2量子相干函数 . 101
5.3杨氏干涉 104
5.4高阶相干函数 . 106
习题 111
参考文献 112
参考书目 112
第 6章分束器与干涉仪 . 113
6.1单光子实验 . 113
6.2分束器的量子力学描述 114
目录 VII
6.3单光子干涉仪 . 120
6.4无相互作用测量 121
6.5相干光的干涉测量 . 123
习题 124
参考文献 125
参考书目 125
第 7章非经典光 . 127
7.1正交压缩 127
7.2正交压缩光的产生 . 141
7.3正交压缩光的探测 . 142
7.4振幅(或光子布居数)压缩态 . 143
7.5光子反聚束 . 145
7.6薛定谔猫态 . 147
7.7双模压缩真空态 154
7.8高阶压缩 160
7.9宽带压缩光 . 161
习题 162
参考文献 164
参考书目 165
第 8章耗散相互作用和退相干 . 167
8.1导引 . 167
8.2单系统实现或系综实现 168
8.3单个量子系统的实现 . 170
8.4三能级原子的亚稳态和传输动力学 . 173
8.5退相干 . 175
8.6从退相干中生成相干态:光平衡 . 178
8.7总结 . 178
习题 178
参考文献 179
参考书目 180
第 9章量子力学的光学验证 181
9.1光子源:自发参量下转换 . 182
VIII 量子光学导论
9.2 HOM干涉仪 185
9.3量子擦除器 . 187
9.4诱导的量子相干 189
9.5光子的超光速隧穿 . 191
9.6局域实在论和贝尔理论的光学验证 . 192
9.7弗朗松实验 . 197
9.8下转换光在无绝对标准度量学方面的应用 . 199
习题 200
参考文献 201
参考书目 202
第 10章腔量子电动力学以及离子阱的实验 203
10.1 里德伯原子 . 203
10.2 与腔场进行相互作用的里德伯原子 205
10.3 J-C模型在实验中的实现 . 209
10.4 在腔 QED中制备纠缠原子对 . 212
10.5 用大失谐条件下的原子-场相互作用实现薛定谔猫态以及从量子到经典的退相干 213
10.6 光子数的量子非破坏测量 . 217
10.7 J-C型相互作用在囚禁离子运动中的实现 217
10.8结束语 220
习题 221
参考文献 221
参考书目 223
第 11章量子纠缠的应用 海森伯极限下的量子干涉和量子信息处理. 224
11.1 量子纠缠优势 225
11.2 纠缠和干涉测量 226
11.3 量子隐形传态 228
11.4 密码术 230
11.5 私钥密码系统 230
11.6 公钥密码系统 232
11.7 量子随机数产生器 . 233
11.8 量子密码术 . 234
目录 IX
11.8.1量子密钥分发 234
11.8.2 BB84协议 234
11.8.3 B92协议 237
11.8.4埃克特协议 . 238
11.9量子通信的前景 239
11.10量子计算逻辑门 . 239
11.11一些量子门的光学实现 . 243
11.12退相干和量子纠错 . 247
习题 247
参考文献 248
参考书目 250
附录 A密度算符、纠缠态、施密特分解和冯诺伊曼熵 . 251
A.1密度算符 . 251
A.2两态系统和布洛赫球 . 254
A.3纠缠态 . 255
A.4施密特分解 256
A.5冯诺伊曼熵 258
A.6密度算符的动力学 259
参考文献 259
重要文献 259
附录 B果壳里的量子测量理论 . 261
参考文献 263
附录 C推导大失谐(远离共振)相互作用下的有效哈密顿量 . 264
参考文献 266
附录 D非线性光学和自发参量下转换 . 267
参考文献 268
內容試閱
译者序
克里斯托弗格里( Christopher C. Gerry)和彼得奈特( Peter L. Knight)的这本讲义是一本可读性较强的量子光学入门书。它的理论推导非常详细、同时广征博引,比较适合用来作为量子光学、量子信息、量子开放系统方向的一年级研究生或研究工作者的参考书或教科书。译者本来并无翻译这本书的计划,只是机缘巧合,同时觉得原书结构精巧、逻辑严密、娓娓道来,再加上原书有不少出版错误,所以才决定将其整理、翻译出来。供自己和国内广大同行参考。
在翻译过程中,译者基本上把所有推导过程重新演算过一遍,同时注意了符号标记的前后自洽。原书中的所有表述、计算、结果、图形也重新给出或加以描绘,因此对照原文可能有视角、比例、字体上的稍许差距。译文中的所有示意图与原书保持一致。这些均不会影响阅读。
翻译不是一件讨巧的事情,既不符合经济人假设,也会占据作为高校老师升级打怪刷文章的时间和精力。然而作为读书人,译者还残存一些王杨卢骆当时体,轻薄为文哂未休。尔曹身与名俱灭,不废江河万古流的情怀;作为普通科研工作者,译者也甚为自己工作的原创性和影响力不足而叹。译书工作或可在教书育人的过程中稍补心中缺憾。
译者想致谢研究生闫家舜同学,他在译者翻译过程中绘制了不少图形。同时一并感谢清华大学出版社鲁永芳博士以及在编辑过程中付出努力工作的其他编辑人员。
浙江大学物理学系景俊 2019年 7月
致谢
本书内容是根据作者多年来在帝国理工学院和纽约城市大学研究生院的课程讲义整理而来的。我们因此感谢那些全程听课的同学们,他们充当了我们在讲座中所呈现内容的实验品。
我们想感谢那些多年来给予我们建议、想法和支持的同事们。尤其要致谢剑桥大学出版社的西蒙卡佩林( Simon Capelin)博士,他比我们更加确信这本书能够完成。过去多年和同行们的许多次讨论让我们获益匪浅,这些人包括:莱斯阿伦( Les Allen)、加布里埃尔 巴顿( Gabriel Barton)、加诺斯 伯格( Janos Bergou)、凯斯 伯内特( Keith Burnett)、弗拉迪米尔布泽克( Vladimir Buzek)、李察坎波斯( Richard Campos)、布莱恩达尔顿( Bryan Dalton)、约瑟夫埃伯利( Joseph Eberly)、雷纳 格罗布( Rainer Grobe)、埃德文哈希( Edwin Hach)三世、罗伯特希尔伯恩( Robert Hilborn)、马克 希利里( Mark Hillery)、艾德 海因兹( Ed Hinds)、罗德尼 娄登( Rodney Loudon)、皮特米兰妮( Peter Milonni)、比尔蒙罗( Bill Munro)、杰弗里纽( Geo?rey New)、埃德文鲍尔( Edwin Power)、乔治希尔瑞( George Series)、沃尔夫冈施莱奇( Wolfgang Schleich)、布鲁斯肖尔( Bruce Shore)、老卡洛斯斯特鲁( Carlos Stroud Jr)、斯图亚特斯旺( Stuart Swain)、丹沃尔斯( Dan Walls)和克日什托夫活基域斯( Krzysztof Wodkiewicz)。我们特别要感谢阿迪力本穆萨( Adil Benmoussa),他不仅利用自己在 Mathematica、Corel Draw和 Origin Graphics等软件上的专业才能为本书绘制了所有的图、解决了课后习题,而且在这本书成文过程中的各个版本里都找出了许多错误。我们还要谢谢艾伦卡尔金斯( Ellen Calkins)女士打字输入了本书部分章节的初稿。
我们过去的学生和博士后都曾经在工作中教过我们许多东西,他们也由此成为这个激动人心领域的领导者。这些人包括:斯蒂芬巴奈特( Stephen Barnett)、阿尔米特贝热( Almut Beige)、阿图尔埃克特( Artur Ekert)、巴里加拉威( Barry Garraway)、克里斯托夫凯特尔( Christoph Keitel)、金明湜( Myungshik Kim)、杰拉德米尔本( Gerard Milburn)、马丁普莱纽( Martin Plenio)、巴里桑德斯( Barry Sanders)、斯特凡谢尔( Stefan Scheel)和弗拉特科维德勒( Vlatko Vedral)。在本书中他们会发现许多属于自己的贡献!
量子光学导论
我们打算把这本书作为量子光学导论,因此并不试图在引用文献方面做到面面俱到。我们对那些没有被引用到的作者们深为抱歉。
克里斯托弗格里( Christopher C. Gerry)(作者之一)希望致谢雷曼大学物理与天文系的所有成员以及雷曼大学的其他教职员工,感谢他们在自己撰写这本书时给予的鼓励。
彼得 奈特( Peter L. Knight)(作者之一)想要特别致谢克里斯 奈特( Chris Knight)在自己撰写这本书时提供的全力帮助(包括耐心支持、车接车送、端茶倒水)。
过去 40年来我们两人在量子光学方面的工作得到了许多渠道的资助。 Peter L. Knight特别感谢英国科学与工程研究基金会、英国工程及物理科学研究基金会、英国王家协会、欧洲联盟、纳菲尔德( Nu?eld)基金会和美国军方等方面的支持; Christopher
C. Gerry感谢美国自然科学基金会、美国科学促进发展基金会和纽约城市大学专业人员协会等方面的支持。

 

 

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