量子光学
课程编码：070200M02012H
英文名称：Quantum Optics
课时：50
学分：3.00
课程属性：一级学科普及课
主讲教师：王兵兵等
教学目的要求
本课程为光学、光电子学、原子物理学、量子信息等专业研究生的专业基础课。较系统地介绍量子光学的基本概念和方法，以及一些典型实验和应用。通过本课程的学习为从事有关量子光学及量子信息学的研究生尽快进入研究领域提供必要的知识准备。
预修课程
量子力学，电动力学，光学
大纲内容
第一章 电磁场的量子化 4.0学时
第1节 经典电磁场
第2节 单模电磁场的量子化
第3节 算符代数运算公式
第4节 单模场的量子起伏与场的密度算符
第二章 激光场与原子相互作用: 经典场理论 5.0学时
第1节 原子束缚态跃迁及激光脉冲的载波相位效应
第2节 高次谐波产生的经典场理论
第3节 高次谐波理论的应用与强场数值计算方法
第三章 原子与光的相互作用：量子场理论 5.0学时
第1节 自由电子在单模量子光场中的态
第2节 原子在激光场中电离的频域理论
第3节 经典场理论与量子场理论的对应关系
第四章 光量子态的产生 6.0学时
第1节 相干态
第2节 挤压态
第3节 纯态和混合态
第4节 光子统计
第五章 量子光场的测量 4.0学时
第1节 光场探测
第2节 平衡零拍探测
第3节 单光子探测
第六章 光量子态的应用 8.0学时
第1节 量子保密通信
第2节 量子远程传态
第3节 鬼成像
第4节 其它量子光学的应用
第七章 量子光学中的量子主方程 4.0学时
第1节 量子主方程的微观推导
第2节 主方程的物理示例
第八章 共振荧光 4.0学时
第1节 Jaynes Cummings模型
第2节 光学Bloch方程
第3节 共振荧光谱
第九章 海森堡朗之万方程和输入输出理论 4.0学时
第1节 海森堡朗之万方程
第2节 光腔的输入输出关系
第3节 量子回归定理
第十章 量子光学在量子计算中的应用 4.0学时
第1节 量子计算简介
第2节 离子阱量子计算
第十一章 期末考试 2.0学时
第1节 期末考试
参考书
1、
The Intensity Interferometer: Its application to astronomy
R.Hanbury Brown
1974
Halsted Press
课程教师信息
王兵兵，1996年在吉林大学原子与分子物理研究所获理学博士学位。1996－1998年在中国科学院物理研究所作博士后，出站后留所工作。2001－2003年在加拿大 University of Toronto 作博士后。现任中国科学院物理研究所研究员，博士生导师。
吴令安，1968年毕业于北京大学物理系，1987年在美国德州大学奥斯汀分校物理系获博士学位。在读博期间首次用光参量谐振腔实现光压缩态，创63%压缩率纪录，文章单篇引用600多次。在国内最早开始量子密码通信实验研究，95年在国内首次演示自由空间中量子密钥的分发，2000年首次实现1.1km全光纤量子密码通信实验系统；同时开始研制基于单光子的真随机数源。提出分辨纠缠态与可分离态的新理论判据，即“矩阵拉直”法。另外还注意基础研究的开发应用，如研制的法拉第光隔离器已由物科公司生产、申请了单光子探测器自绝对标定的专利等。发表文章70多篇。
王颖丹，2001年毕业于华中师范大学物理系，获学士学位。2005年于中国科学院理论物理研究所获博士学位。自2005年7月起，先后在日本电信电话公司（NTT）、瑞士Basel大学和加拿大McGill大学从事博士后研究工作，2013年5月起在日本理化学研究所担任研究科学家。2014年5月回国工作。目前主要的研究兴趣为基于固态量子体系的量子态操控，特别是超导约瑟夫森结系统和光力学系统中的量子耗散和量子纠缠等问题。