"Optik kuantum" - kursus 2800 gosok. dari MSU, pelatihan 15 minggu. (4 bulan), Tanggal: 5 Desember 2023.

1. Pengantar optik statistik.
Sinyal analitik, amplitudo kompleks, keadaan cahaya yang koheren dan termal. Momen di lapangan. Fungsi korelasi. Properti bidang Gaussian. Teorema Wiener-Khinchin. Teorema Van Zittert-Zernike. Interferometer Mach-Zehnder.
interferometer Young.

2. Konsep mode optik.
Interferometer bintang Michelson. Interferometer bintang Brown-Twiss.
Kecerahan spektral. Energi dalam satu mode. Kuantisasi primer. Volume mode. Energi mode. Definisi mode. Volume deteksi. Jumlah mode terdaftar. Keadaan cahaya koheren dan termal multimode.

3. Kuantisasi medan elektromagnetik.
Hubungan antara formalisme Hamilton dan formalisme mekanika kuantum.
Kuantisasi osilator harmonik mekanis. Transisi dari fungsi Hamiltonian ke fungsi Hamiltonian. Variabel tak berdimensi dan komutatornya. Sifat-sifat osilator harmonik kuantum, hubungan ketidakpastian, energi minimum, spektrum diskrit. Kuantisasi primer dan sekunder. Kuadratur medan dan arti fisiknya untuk gelombang berjalan dan gelombang berdiri. Operator pembuatan dan pemusnahan foton. Transisi ke variabel kontinu: paket gelombang foton tunggal. Hubungan ketidakpastian untuk paket gelombang foton tunggal. Fluktuasi vakum.

4. Basis ruang Hilbert keadaan cahaya kuantum.

Deskripsi keadaan dunia yang berubah-ubah berdasarkan keadaan Fock. Dinamika keadaan Fock. Periode osilasi. Negara bagian kuadratur. Representasi Q- dan P-, fungsi gelombang kuadratur dari keadaan Fock. Dinamika operator penciptaan dan pemusnahan. Dinamika operator kuadratur dan distribusi kuadratur.

5. Ruang fase kuadratur P-Q.
Distribusi gabungan pada kuadratur P dan Q. Fungsi Wigner. Definisi dan sifat utamanya. Fungsi Wigner dari keadaan kuadratur dan Fock. Volume minimum ruang fase. negara bagian yang koheren. Representasi mereka dalam basis Fock dan kuadratur. Dinamika keadaan yang koheren. Dinamika fungsi Wigner.

6. Fungsi Tomogram dan Wigner.
Deskripsi pemecah berkas, interferensi Hong-Ou-Mandel. Deteksi homodyne. tomogram. Fungsi Wigner. Contoh tomogram dan fungsi Wigner dari superposisi keadaan Fock. Kucing dan anak kucing Schrödinger. Distribusi kuadraturnya, fungsi Wigner, dan tomogram.

7. Representasi negara-negara yang koheren dan transformasinya.
Representasi negara-negara yang koheren. Fungsi karakteristiknya, sifat konvolusi. Transformasi fungsi kuasi-probabilitas pada beam splitter, pengukuran gabungan P dan Q, deskripsi kerugian, pergeseran fungsi Wigner. Pergeseran operator. Negara bagian yang bergeser. Contoh tomogram dan fungsi Wigner.

8. Kompresi kuadratur.
Kompresi kuadratur Odomode dalam media nonlinier. Hamiltonian, transformasi Bogolyubov, transformasi kuadratur. Tomogram keadaan terkompresi. Nonklasikalitas negara terkompresi. Vakum terkompresi. Ekspansinya ke negara bagian Fock. Negara bagian terkompresi dan anak kucing Schrödinger

9. Keadaan cahaya nonklasik.
Keadaan termal, ukuran non-klasikalitas Lee, momen faktorial, tanda-tanda non-klasikalitas, pengukuran momen faktorial. Pengelompokan dan antibunching foton. Teori fotodeteksi semiklasik.

10. Mengubah statistik foton pada beam splitter.
Hamiltonian dari beam splitter, implementasi operator pemusnahan dan pembuatan. Bagaimana pelepasan foton dapat menyebabkan peningkatan jumlah rata-rata? Konversi statistik foton pada beam splitter. Contoh keadaan Fock, koheren dan termal. Keterikatan mode berdasarkan jumlah foton. Membedakan keterjeratan dari korelasi.

11. Qubit polarisasi.
Sumber foton tunggal. Polarisasi. Dasar negara polarisasi. Bola Bloch dan Bola Poincaré. Polarizer, pelat fase, pemisah berkas polarisasi. Parameter Stokes dan pengukurannya. Tomografi keadaan kuantum. Tomografi proses kuantum.

12. Pengukuran pada qubit polarisasi. Dekomposisi POVM. Pengukuran yang lemah. Tomografi detektor.

13. Berbagai jenis pengkodean qubit dan penerapannya dalam kriptografi kuantum.
Pengkodean spasial, fase-temporal, frekuensi. Kriptografi kuantum. Protokol BB84, berbagai implementasinya. Menggunakan negara bagian yang koheren, bukan negara bagian Fock.

14. Komputasi kuantum. Banyak qubit yang tercampur.
Persiapan bersyarat dari keadaan terjerat. Pengukuran berdasarkan Bell. Teleportasi kuantum dan pertukaran keterikatan. Gerbang dua qubit nonlinier dan bersyarat. Konsep komputasi cluster. Pengambilan sampel Boson.

15. Kompresi kuadratur mode ganda di media nonlinier.
Kebingungan berdasarkan kuadratur dan jumlah foton. Dekomposisi Schmidt. Kompresi polarisasi. Mengubah kompresi mode ganda menjadi kompresi mode tunggal pada pemecah berkas.

16. Hamburan parametrik spontan (SPR).
Sejarah penemuan. Sinkronisasi fase. Kurva perestroika. Lebar frekuensi dan spektrum sudut. Kebingungan dalam frekuensi dan vektor gelombang. Isolasi mode Schmidt. Persiapan bersyarat dari keadaan satu foton murni. Hubungan antara korelasi dan sifat spektral. Kompensasi dispersi.

17. Penerapan SPR dan keadaan terkompresi dalam metrologi.
Kalibrasi detektor bebas standar. Gambar tersembunyi (hantu). Interferensi dua foton, tomografi koherensi optik tepi, sinkronisasi jarak jauh
jam. Melanggar batas kuantum standar menggunakan kondisi cahaya yang diperas.

18. Pelanggaran ketidaksetaraan Bell.
Prinsip determinisme dan perannya dalam sejarah ilmu pengetahuan. Bukti ketidaksetaraan Bell berdasarkan deskripsi klasik. Bukti pelanggaran pertidaksamaan Bell berdasarkan deskripsi kuantum. Uji eksperimental pelanggaran pertidaksamaan Bell.

Dasar-dasar Elektronika

Kursus dasar memungkinkan Anda mempelajari terminologi elektronik, rangkaian dasar untuk menghubungkan elemen, karakteristik tegangan arus elemen, dan banyak lagi.