内容简介：

本书是著名物理学家、理论量子光学专家、英国皇家学会院士、美国光学学会前主席Peter Knight爵士与其合作者美国纽约城市大学的Christopher Gerry教授的一本非常精彩的研究生教材。在物理学界，特别是量子光学界，产生了巨大的影响。定位是研究生教材和相关科技人员的参考书目。

本书用非常现代的理论方法，解释了原子与量子化的光相互作用的各种基本过程。并且讨论与之相关的量子光学以及量子力学方面的若干基本概念。这些内容对于打算开展量子光学或量子力学理论方面研究的科学家、研究生或者高年级本科生是一本不可多得的快速进入前沿领域的向导书。整部书写作非常细致，处理也很巧妙。包含了目前非常流行的处理原子和相干光源相互作用的各种基本模型和理论处理方案。同时也控制了篇幅，节约了研究者的入门时间。

本书特色：

Peter Knight教授对原子与光相互作用有着自己独特而深入的看法。这本书体现了他鲜明的风格。读者应在系统地学习过量子力学以及量子光学基本理论的基础之上再认真阅读本书。相信这样将会对原子与光相互作用的基本量子模型及其数学理论架构和相关前沿课题有一个更高层次的认知。Peter Knight教授与Christopher Gerry教授的这本书系统地参考了曾经与他们密切合作过的各国学生和博士后们的意见。这些学者中许多都是仍在前沿探索、在国际上相当知名、同时也为我们中国学者所熟知的专家，包括Artur Ekert、Barry Garraway、Myungshik Kim、Gerard Milburn、Martin Plenio、Barry Sanders、Stephen Barnett、Vlatko Vedral等。本书并不像一些厚而无当的同类书一样试图尽可能的涵盖更多的内容，但是对于提到的每一个专题都能够从数学和物理的角度给出相当清晰的见解和生动的数学和物理图像。这深刻地体现了两位教授的真知灼见。这本书不仅适合研究生仔细研读，也是相关科研人员值得人手一册的参考书目。

目录：

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

更多阅读的建议 6

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 

量子光学导论 

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 

目录 VII 

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 

VIII 量子光学导论 

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 

目录 IX 

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 

本书信息：

作者：Christopher C. Gerry, Peter L.Knight著  景俊译

ISBN：978-7-302-53518-8

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章节摘录：