●《信息科學技術學術著作叢書》序
序
前言
第1章 量子力學基礎 1
1.1 量子力學和量子光學發展簡史 1
1.2 量子力學的基本原理 2
1.3 態矢量和力學量算符的表像及表像變換 6
1.3.1 表像的概念 6
1.3.2 態矢量在具體表像中的表示 6
1.3.3 算符在具體表像中的表示 8
1.3.4 表像變換 8
1.3.5 表像變換的性質 9
1.4 純態、混合態、密度算符 10
1.4.1 純態和混合態的概念 10
1.4.2 純態和混合態舉例 12
1.4.3 密度算符的運動方程 12
1.5 一維諧振子 13
1.5.1 一維諧振子的本征態和本征能量 13
1.5.2 量子態|n>在坐標表像中的表示式 14
1.6 兩態繫統、泡利自旋算符 15
1.7 多體繫統、約化密度算符、糾纏態、von Neumann熵 17
1.8 量子力學中的繪景 19
1.8.1 常用的蘭種繪景（薛定詩繪景、海森堡繪景、相互作用繪景） 19
1.8.2 一般繪景之間哈密頓量的變換 22
1.8.3 繪景變換舉例 22
參考文獻 25
第2章 經典電磁場與原子的相互作用 26
2.1 多模電磁場與多能級原子相互作用的一般形式 26
2.1.1 哈密頓量的形式 26
2.1.2 薛定灣方程的求解 27
2.2 單模電磁場與多能級原子的相互作用 28
2.3 單模電磁場與二能級原子的相互作用 31
2.3.1 哈密頓量的形式 31
2.3.2 薛定譚方程和密度矩陣方程的求解 32
2.3.3 耗散的唯像描述 41
2.4 雙模電磁場與三能級原子的相互作用 42
2.4.1 哈密頓量的形式 42
2.4.2 薛定海方程的求解 43
2.4.3 相干布居數囚禁、囚禁態、暗態、相干布居數轉移 44
2.4.4 電磁誘導透明 47
2.4吸收而折射率增強 50
2.4反轉激光 53
參考文獻 54
第3章 電磁場物理量的算符表示 56
3.1 電磁場的駐波（正則模）形式 57
3.2 電磁場的行波形式 61
參考文獻 64
第4章 電磁場的量子態 65
4.1 單模場的量子態 65
4.1.1 光子數態（Fock態） 65
4.1.2 相干態 67
4.1.3 壓縮態 72
4.1.4 相干態的疊加態 83
4.1.5 熱態 91
4.2 多模光場的量子態 92
4.2.1 雙模壓縮真空態 93
4.2.2 其他多模光場態 97
4.2.3 電磁場的量子態小結 97
4.3 光學分束器的理論描述及其對電磁場量子態的變換 97
4.3.1 光學分束器的經典描述 97
4.3.2 光學分束糠的量子描述 99
4.3.3 光學分束器對電磁場量子態的變換 99
參考文獻 101
第5章 電磁場量子態在相干態表像中的表示 103
5.1 光子數態表像（離散變量表像）、光子數概率分布函數 103
5.2 相干態表像（連續變量表像）、準概率分布函數 104
5.2.1 P(a）函數 105
5.2.2 Q(a）函數 108
5.2.3 Wigner函數 111
5.3 特征函數 112
5.4 本章 小結 116
參考文獻 117
第6章 電磁場的相干性 119
6.1 經典一階相干畫數 119
6.2 量子一階相干函數 122
6.3 經典二階相干函數 124
6.4 量子二階相干函數 126
6.5 量子高階相干函數 128
6.6 本章 小結 128
參考文獻 130
第7章 量子電磁場與原子的相互作用 131
7.1 量子多模電磁場與多能級原子相互作用的晗密頓量 131
7.2 量子單模電磁場與多能級原子的相互作用 132
7.3 量子單模電磁場與二能級原子的相互作用——JC模型 134
7.3.1 繫統的哈密頓量 134
7.3.2 薛定諤方程的求解 135
7.4 綴飾態 145
7.5 原子在自由空間的自發輻射：Weisskopf-Wigner理論 148
7.5.1 電磁場的模密度 148
7.5.2 二能級原子的自發輻射 149
7.5.3 三能級原子的雙光子級聯發射 153
參考文獻 155
第8章 耗散和退相干的置於理論 157
8.1 量子跳躍理論 157
8.1.1 量子跳躍與非幺演化 157
8.1.2 退相干 159
8.2 密度算符方程和Fokker-Planck方程 161
8.2.1 密度算符方程的一般形式 161
8.2.2 二能級原子的輻射 165
8.2.3 單模腔場的衰減 168
8.3 Heisenberg-Langevin方程 173
8.3.1 單模腔場的衰減與漲落 173
8.3.2 腔場的雙時關聯函數和光譜線型 177
8.4 腔場耗散的輸入-輸出形式 178
8.5 本章 小結 182
參考文獻 183
第9章 量子光學實驗中常用的物理繫統 184
9.1 腔量子電動力學繫統 184
9.1.1 JC模型的實驗實現 188
9.1.2 原子糾纏態的制備 189
9.1.3 腔場薛定詩貓態（相干態的相干疊加態）的制備 190
9.1.4 光子數的非破壞性測量 192
9.2 超導電路量子電動力學繫統 193
9.3 因禁離子繫統 195
9.4 光學繫統 197
9.4.1 單光子Mach-Zehnder干涉儀 197
9.4.2 糾纏光子源：白發參量下轉換 199
9.4.3 Hong-Ou-Zehnder干涉儀 202
參考文獻 203
第四章 量子信息科學簡介 205
10.1 量子信息科學中的若干基本概念 205
10.2 量子通信 207
10.2.1 量子密集編碼 207
10.2.2 量於隱形傳態 208
10.2.3 量子密鑰分發 209
10.3 量子計算 212
10.3.1 量子寄存器 212
10.3.2 量於邏輯門 213
10.3.3 量子算法 217
參考文獻 218
第11章 冷原子物理簡介 220
11.1 光場對原子的作用力 221
11.2 光學薪團、激光冷卻原子的機理和溫度極限 223
11.3 囚禁原子的阱 225
11.4 玻色-愛因斯坦凝聚和相干原子波激射器 227
參考文獻 228
附錄 229
