Kuantum optiği - kurs 12.160 RUB. Açıköğretimden itibaren, eğitim 18 hafta, Tarih 30 Kasım 2023.
Miscellanea / / November 30, 2023
Şu anda Moskova Üniversitesi ulusal eğitim, bilim ve kültürün önde gelen merkezlerinden biridir. Nitelikli personel seviyesini yükseltmek, bilimsel gerçeği aramak, hümanistliğe odaklanmak iyilik, adalet, özgürlük idealleri - bugün en iyi üniversiteyi takip ederken gördüğümüz şey budur gelenekler Moskova Devlet Üniversitesi, Rusya halklarının kültürel mirasının özellikle değerli bir nesnesi olan Rusya Federasyonu'nun en büyük klasik üniversitesidir. 39 fakültede 128 alan ve uzmanlıkta öğrenci, 28'inde yüksek lisans ve doktora öğrencisi yetiştirmektedir. Modern üniversitenin neredeyse tüm yelpazesini kapsayan 18 bilim dalındaki fakülte ve 168 bilimsel uzmanlık eğitim. Şu anda Moskova Devlet Üniversitesi'nde 40 binden fazla öğrenci, yüksek lisans öğrencisi, doktora öğrencisi ve ileri eğitim sistemindeki uzmanlar eğitim görüyor. Ayrıca Moskova Devlet Üniversitesi'nde yaklaşık 10 bin öğrenci eğitim görüyor. Bilimsel çalışma ve öğretim müzelerde, eğitimsel ve bilimsel uygulama merkezlerinde, keşif gezilerinde, araştırma gemilerinde ve ileri eğitim merkezlerinde gerçekleştirilmektedir.
1. İstatistiksel optiğe giriş.
Analitik sinyal, karmaşık genlikler, tutarlı ve termal durumlar
Sveta. Saha anları. Korelasyon fonksiyonları. Gauss alanlarının özellikleri. Teorem
Wiener-Khinchin. Van Zittert-Zernike teoremi. Mach-Zehnder interferometresi.
Young'ın interferometresi.
2. Optik mod kavramı
Michelson yıldız girişimölçeri. Brown-Twiss yıldız interferometresi.
Spektral parlaklık. Enerji tek modda. Birincil kuantizasyon. Moda hacmi. Modanın enerjisi. Modanın tanımı. Algılama hacmi. Kayıtlı modların sayısı. Işığın çok modlu tutarlı ve termal durumu.
3. Elektromanyetik alan kuantizasyonu
Hamilton formalizmi ile kuantum mekaniğinin formalizmi arasındaki bağlantı.
Mekanik harmonik osilatörün kuantizasyonu. İşlevden geçiş
Hamilton'dan Hamiltoniyene. Boyutsuz değişkenler ve bunların komütatörü. Özellikler
kuantum harmonik osilatör, belirsizlik ilişkisi, minimum
enerji, ayrık spektrum. Birincil ve ikincil nicemleme. Alan karelemeleri ve bunların
Hareket eden ve duran dalgaların fiziksel anlamı. Foton yaratma ve yok etme operatörleri. Sürekli değişkenlere geçiş: tek fotonlu dalga paketi. Tek fotonlu dalga paketi için belirsizlik ilişkileri. Vakum dalgalanmaları.
4. Işığın kuantum durumlarının Hilbert uzayının temelleri.
Fock durumları temelinde keyfi bir ışık durumunun tanımı. Fock durumlarının dinamiği. Salınım periyodu. Dörtlü durumlar. Fock durumlarının Q- ve P-, karesel dalga fonksiyonlarının temsilleri. Yaratma ve yok etme operatörlerinin dinamiği. Karesel operatörlerin dinamiği ve karesel dağılımlar.
5. P-Q karelemelerinin faz uzayı
P ve Q karelemeleri üzerinde ortak dağılım. Wigner fonksiyonu. Tanımı ve temel özellikleri. Kareleme ve Fock durumlarının Wigner fonksiyonları. Minimum faz alanı hacmi. Tutarlı durumlar. Fock ve kareleme esasına göre temsilleri. Tutarlı durumların dinamiği. Wigner fonksiyonlarının dinamiği.
6. Tomogramlar ve Wigner Fonksiyonları
Işın ayırıcının tanımı, Hong-Ou-Mandel girişimi. Homodin tespiti. Tomografi. Wigner fonksiyonu. Fock durumlarının süperpozisyonlarının tomogramları ve Wigner fonksiyonları örnekleri. Schrödinger'in kedileri ve kedi yavruları. Karesel dağılımları, Wigner fonksiyonları ve tomogramları.
7. Tutarlı durumların temsilleri ve dönüşümleri
Tutarlı durumların temsilleri. Karakteristik fonksiyonları, evrişim özellikleri. Bir ışın ayırıcıda yarı olasılık fonksiyonlarının dönüşümleri, P ve Q'nun ortak ölçümü, kayıpların tanımı, Wigner fonksiyonunun kayması. Shift operatörü. Kaydırılmış durumlar. Tomogram ve Wigner fonksiyonlarına örnekler.
8. Dörtlü sıkıştırma
Doğrusal olmayan bir ortamda odomode karesel sıkıştırma. Hamiltoniyen, Bogolyubov dönüşümü, karesel dönüşüm. Sıkıştırılmış durumların tomogramları. Sıkıştırılmış durumların klasik olmaması. Sıkıştırılmış vakum. Fock eyaletlerine doğru genişlemesi. Sıkıştırılmış haller ve Schrödinger'in yavru kedileri
9. Işığın klasik olmayan halleri
Termal durumlar, Lee'nin klasik olmama ölçüsü, Faktöriyel momentler, klasik olmamanın işaretleri, Faktöriyel momentlerin ölçümü. Fotonların gruplanması ve anti-toplanması. Yarı klasik foto algılama teorisi.
10. Işın ayırıcıdaki foton istatistiklerini değiştirme.
Işın bölücünün Hamiltonyeni, yok etme ve yaratma operatörlerinin uygulanması. Bir fotonun ayrılması ortalama sayının artmasına nasıl yol açabilir? Işın ayırıcıda foton istatistiklerinin dönüştürülmesi. Fock, tutarlı ve termal durumlara örnek. Modların foton sayısına göre dolaşması. Dolanıklığı korelasyondan ayırt etmek.
11. Polarizasyon kübiti.
Tek foton kaynakları. Polarizasyon. Polarizasyon durumlarının temeli. Bloch küresi ve Poincaré küresi. Polarizörler, faz plakaları, polarizasyon ışın ayırıcıları. Stokes parametreleri ve bunların ölçümü. Kuantum durumlarının tomografisi. Kuantum süreçlerinin tomografisi.
12. Polarizasyon kubiti üzerindeki ölçümler. POVM ayrıştırması. Zayıf ölçümler. Dedektör tomografisi.
13. Farklı kübit kodlama türleri ve bunların kuantum kriptografideki uygulamaları.
Uzamsal, faz-zamansal, frekans kodlaması. Kuantum kriptografisi. BB84 protokolü, çeşitli uygulamaları. Fock durumları yerine tutarlı durumları kullanma.
14. Kuantum hesaplama. Bir sürü karışık kübit.
Dolaşmış durumların koşullu hazırlanması. Bell bazında ölçüm. Kuantum ışınlanması ve dolaşıklık değişimi. Doğrusal olmayan ve koşullu iki kübitli kapılar. Küme bilgi işlem konsepti. Bozon örneklemesi.
15. Doğrusal olmayan ortamda çift modlu karesel sıkıştırma.
Karelemeler ve foton sayısı nedeniyle karışıklık. Schmidt ayrıştırması. Polarizasyon sıkıştırması. Bir ışın ayırıcıda çift modlu sıkıştırmayı tek modlu sıkıştırmaya dönüştürme.
16. Kendiliğinden parametrik saçılma (SPR).
Keşif tarihi. Faz senkronizasyonu. Perestroyka eğrileri. Frekans genişliği ve açısal spektrum. Frekanslarda ve dalga vektörlerinde karışıklık. Schmidt modlarının izolasyonu. Saf bir foton durumunun koşullu hazırlanması. Korelasyon ve spektral özellikler arasındaki ilişki. Dağılım telafisi.
17. SPR ve sıkıştırılmış durumların metrolojide uygulanması.
Dedektörlerin standartsız kalibrasyonu. Gizli (hayalet) görüntüler. İki fotonlu girişim, kenar optik tutarlılık tomografisi, uzaktan senkronizasyon
saat. Işığın sıkıştırılmış durumlarını kullanarak standart kuantum sınırını aşmak.
18. Bell eşitsizliğinin ihlali
Determinizm ilkesi ve bilim tarihindeki rolü. Klasik açıklamaya dayalı Bell eşitsizliğinin kanıtı. Kuantum tanımına dayalı Bell eşitsizliğinin ihlal edildiğinin kanıtı. Bell eşitsizliğinin ihlaline ilişkin deneysel testler.