量子光學,實際就是關于光的量子理論與實驗。光子的名詞在量子力學誕生伊始的1926年由劉易斯(Gilbert Lewis)提出,次年狄拉克用于其專著中。但光子的概念實際上早在1905年愛因斯坦提出光電效應理論時即已形成。
但關于光子的研究最初集中于原子光譜,而很少涉及光子本身,F(xiàn)代量子光學真正建立起來始于1956年的HBT(Hanbury,Brown,Twiss)關于光子相關性的實驗。以此為基礎發(fā)展的一系列實驗表明,只有光的量子理論才可以解釋光子統(tǒng)計學等實驗結(jié)果。HBT實驗現(xiàn)在是單光子測量的基本實驗,用于鑒別單光子源的反聚束(anti-bunching)效應。由于相關效應對于近年來高速發(fā)展的量子信息和量子計算的重要性,量子光學日益?zhèn)涫荜P注。
該書包括下列內(nèi)容: 第一部分是引言和背景知識,介紹經(jīng)典光學和光學躍遷的量子理論;第二部分為光子學,介紹光子統(tǒng)計,光子的反聚束效應(單光子),相干態(tài)和光的壓縮,和光子的量子態(tài)等;第三部分為原子和光子的相互作用,包括光-原子的共振相互作用,腔體中的原子,和冷原子等;第四部分專門討論量子信息處理,包括量子密鑰,量子計算,和糾纏態(tài)和量子遠程通訊等。在附錄中除了介紹一些基本知識外,也討論了波色-愛因斯坦凝聚。
原作者馬克·?怂 英國謝菲爾德大學光物理教授,美國光學學會、英國物理學會會士。1987年在牛津大學獲得物理學博士學位,之后在美國新澤西州AT&T貝爾實驗室做博士后,兩年后返回牛津大學任皇家學會大學研究員,1998年加入謝菲爾德大學。發(fā)表論文250余篇,涵蓋量子光學、非線性光學、光子學、納米光子學和半導體物理等寬廣的領域。
他是牛津大學出版社“牛津物理大師叢書”(Oxford Masters Series in Physics)中兩本書的作者:《固體的光學性質(zhì)》和這本《量子光學導論》。這兩本著作都在世界上受到廣泛歡迎,被譯成多種文字。另外他還在劍橋大學出版社出版了著作《原子物理》。
譯者葛惟昆,教授, 博士生導師,1983年在英國曼徹斯特(Manchester)大學獲博士學位。 曾任中國科學院半導體研究所副所長, 中國科學院凝聚態(tài)物理中心副主任, 美國Dartmouth大學副教授, 香港科技大學高級講師、教授,現(xiàn)任北京大學物理學院教授。
第一部分引言與背景知識
第1 章引言
第2 章經(jīng)典光學
第3 章量子力學
第4 章原子中的輻射躍遷
第二部分光子
第5 章光子統(tǒng)計
第6 章光子反聚束
第7 章相干態(tài)與壓縮光
第8 章光子數(shù)態(tài)
第三部分原子-光子相互作用
第9 章共振光-原子相互作用
第10 章諧振腔中的原子
第11 章冷原子
第四部分量子信息處理
第12 章量子密碼術
第13 章量子計算
第14 章糾纏態(tài)與量子隱形傳態(tài)
附錄A 泊松統(tǒng)計
附錄B 參量放大
附錄C 態(tài)密度
附錄D 低維半導體結(jié)構
附錄E 核磁共振
附錄F 玻色{ 愛因斯坦凝聚
習題答案與提示
參考文獻
索引