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數理科學和化學 物理學 光學
 
 
 
 
量子光場的調控與性質
 作  者: 袁洪春
 出版單位: 東南大學
 出版日期: 2019.10
 進貨日期: 2020/1/30
 ISBN: 9787564185596
 開  本: 16 開    
 定  價: 375
 售  價: 300
  會 員 價: 275
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內容簡介:

為了更好地完成連續變量的子信息處理,構造和產生非經典的薰子光場已成為量子光學中重要的研究課題。

  《量子光場的調控與性質》是作者對近幾年取得的系列學研成果進行總結和提煉而寫成的,主要利用有序算符內的積分(IWOP)技術以嶄新的視角闡述傳統的量子光場,並自然過渡到對這些傳統的量子光場進行光子調控或條件測量等操作而產生若干具有明顯非經典效應的量子光場,如光子增減疊加激發相干態、光子增加Bell型糾纏相干態、多光子催化相干態、厄米激發壓縮真空態等,並討論它們的非經典性質。從中可發現有序算符內的積分技術是從理論上構建與探討非經典量子光場的有效的數理工具。

  《量子光場的調控與性質》既可作為本科生、研究生學習量子力學、量子光學的補充教材,又可供從事量子光學以及相關專業研究的科研人員參考與借鑒。


圖書目錄:

1 有序算符內的積分技術
1.1 正規乘積算符內積分法
1.1.1 坐標表象與動量表象完備性的純高斯積分形式
1.1.2 坐標表象與動量表象的福克表示形式
1.1.3 非對稱ket-bra型算符積分的正規乘積法
1.1.4 從經典標度變換到壓縮算符
1.1.5 光學分束器算符的相干態表象形式
1.2 反正規乘積算符內積分法
1.3 外爾編序算符內積分法
1.3.1 威格納算符的自然引出
1.3.2 從威格納算符到外爾對應規則
1.3.3 威格納算符的外爾編序形式
1.3.4 算符外爾編序的展開公式
1.3.5 外爾編序在相似變換下的序不變性

2 用IWOP技術探討傳統的量子光場
2.1 傳統的量子光場
2.1.1 粒子數態光場
2.1.2 相干態光場
2.1.3 壓縮態光場
2.2 光場的非經典特性
2.2.1 壓縮效應
2.2.2 反聚束效應
2.2.3 亞泊松光子統計
2.2.4 準概率分布函數
2.3 算符恆等式與積分公式的推導
2.3.1 單變量厄米多項式的算符等式與積分公式
2.3.2 雙變量厄米多項式的算符等式與積分公式

3 光子調控產生的非經典量子光場
3.1 光子調控的非高斯操作
3.1.1 光子增加
3.1.2 光子扣除
3.1.3 光子調制
3.2 光子增減疊加激發相干態
3.2.1 光子計數分布
3.2.2 非高斯性度量
3.2.3 威格納函數
3.2.4 層析圖函數
3.2.5 在熱環境中的退相干
3.2.6 物理產生
3.3 光子先減後增激發相干態
3.3.1 光子數分布
3.3.2 高階亞泊松統計特性
3.3.3 高階壓縮效應
3.3.4 在振幅衰減通道中的退相干
3.3.5 在位相阻尼通道中的退相干
3.4 光子增加Bell型糾纏相干態
3.4.1 糾纏特徵
3.4.2 Q函數與P函數
3.4.3 威格納函數
3.4.4 物理產生
3.5 單模光子增加GHZ型糾纏相干態
3.5.1 糾纏特徵
3.5.2 CHSH不等式違背
3.5.3 光學實現
……

4 條件測量誘導的非經典量子光場
5 量子光場干涉的相空間方法
參考文獻


章節試讀:

光場的非經典性質一直以來都是一個備受關注的研究課題。一般地講,光場非經典性質是通過一些具體的量子統計特點體現出來的,如反聚束效應、亞泊松光子統計、壓縮特性及威格納函數的部分負分布等。其中,由於威格納函數具有準概率分布函數的性質而不是嚴格的概率分布函數,故可正可負。對於準經典態(如典型的相干態),其威格納函數值總是非負的,而威格納函數取負值則是量子態具有非經典特徵的直接判據。為了尋找新的非經典量子光場,已有不少學者提出了各種產生量子態的方案。最常見的一種方法就是利用量子力學中的態疊加原理,利用福克態、相干態、壓縮態、平移數態等來產生疊加量子態,如薛定諤貓態就是由兩個相干態疊加而成的。另一種方法就是將一個算符作用在一個參考態上,比如通常的壓縮態可以通過壓縮算符作用在相干態上產生。

  隨著量子光學和量子信息科學的發展,在量子計算、量子通信等研究領域作為重要信息源的高斯型量子光場(指其相空間威格納分布函數具有高斯形式)在應用方面存在諸如No-Go理論限制、無法完成通用量子計算、不能用於量子通信中的一個至關重要的步驟——糾纏蒸餾等瓶頸問題。另一方面,非高斯光場作為信息源不僅可以改善隱形傳輸、量子存儲和量子克隆,而且它所具有的非高斯特徵在實現量子糾錯、糾纏蒸餾和簇態的量子計算等方面起到關鍵性的作用。因此,研究人員嘗試利用各種非高斯光場作為信息源,這使得新型的非經典量子光場的理論構建和實驗產生方案的研究受到倍加重視。

 
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