Квантовая оптика

Разделы
1. Введение
Основная схема расчетов в квантовой теории: волновые функции, операторы, оператор Гамильтона, наблюдаемые величины.
2. Оптика, вторичное квантование
Введение вторичного квантования в оптике. Переход к описанию нового оптического объекта. Базис энергетических состояний в пространстве волновых функций. Операторы наблюдаемых величин.
3. Когерентные состояния осциллятора электромагнитного поля
Состояния, пригодные в качестве квантовых моделей лазерного излучения. Когерентные состояния э-м поля и их свойства в измерительных процедурах.
4. Наблюдаемые величины электромагнитного поля в оптике
Прямой фотоприем излучения и способы измерения электрических полей световых волн.
5. Тепловой свет
Матрица плотности излучения и ее основные свойства на примере света в тепловом состоянии.
6. Сжатый свет
Сжатые состояния света. Важнейшие для практики особенности сжатого света. Примеры использования сжатого света в современных квантовых технологиях.
7. Квантовые портреты излучения
Квантовый портрет – альтернатива волновой функции и матрице плотности. Способ введения квантовых портретов. Оценки наблюдаемых величин по виду квантового портрета. Метод экспериментального «измерения» квантового портрета.
8. Задача о светоделителе
Нетривиальные результаты преобразования квантовых состояний света после светоделения. Решение на языке Гейзенберга. Применение схемы Брауна-Твисса. Решение задачи о светоделении на Шредингеровском языке. Формирование перепутанных состояний в квантовой теории. «Парадоксальный» HOM-эффект.
9. Квантовые преобразования в некоторых оптических узлах
Преобразование квантового состояния излучения после ослабления в поглощающей среде. Преобразование статистики фотонов в статистику фотоэлектронов в неидеальном фотодиоде. Описание квантовых свойств излучения после усиления.
10. Состояния типа Шредингеровского кота в оптике
Суперпозиции макроскопически различимых состояний в качестве альтернативы квантового описания мысленного опыта с котом Шредингера . Эффект квантовой интерференции.
11. Гамильтонианы нелинейных взаимодействий
Гамильтонианы различных нелинейно-оптических явлений. Решенные и нерешенные задачи с данными Гамильтонианами.
12. Скрытые параметры в квантовой теории
Результаты опытов по нарушению неравенств Белла, доказывающие отсутствие скрытых параметров квантовой теории.
13. Парадокс ЭПР
Новое содержание понятия случайности в квантовой физике и его проявление в квантовых приборах.
14. Квантовая телепортация
Принцип телепортации квантовых состояний и его экспериментальная реализация. протокол безопасной передачи ключей в квантовом шифровании.
 
Литература
1.     Лоудон Р. “Квантовая теория света”, М., “Мир”, 1976.
2.     Клышко Д.Н. “Фотоны и нелинейная оптика”, М., “Наука”, 1980.
3.     Файн В.М. “Квантовая радиофизика. Фотоны и нелинейные среды”, М., “Сов. Радио”, 1972.
4.     Люисел У. “Излучение и шумы в квантовой электронике”, М., “Наука”, 1972.
5.     Перина Я. “Квантовая статистика линейных и нелинейных оптических явлений”, М., “Мир”, 1987.
6.     Килин С.Я. “Квантовая оптика. Поля и их детектирование”, Минск, “Наука и техника”, 1990.