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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

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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

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

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

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

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

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