Kvanttioptiikka - kurssi 12 160 RUB. alkaen Avoin koulutus, koulutus 18 viikkoa, Päivämäärä 30.11.2023.
Miscellanea / / November 30, 2023
Tällä hetkellä Moskovan yliopisto on yksi johtavista kansallisen koulutuksen, tieteen ja kulttuurin keskuksista. Korkeasti koulutetun henkilöstön tason nostaminen, tieteellisen totuuden etsiminen, humanistiseen keskittyminen hyvyyden, oikeudenmukaisuuden, vapauden ihanteet - tämä on se, mitä näemme nykyään parhaan yliopiston seuraajana perinteitä Moskovan valtionyliopisto on Venäjän federaation suurin klassinen yliopisto, erityisen arvokas Venäjän kansojen kulttuuriperinnön kohde. Se kouluttaa opiskelijoita 39 tiedekunnassa 128 alueella ja erikoisalalla, jatko-opiskelijoita ja jatko-opiskelijoita 28 tiedekuntia 18 tieteenalalla ja 168 tieteellistä erikoisalaa, jotka kattavat lähes koko modernin yliopiston kirjon koulutus. Tällä hetkellä Moskovan valtionyliopistossa opiskelee yli 40 tuhatta opiskelijaa, jatko-opiskelijaa, jatko-opiskelijaa sekä jatkokoulutusjärjestelmän asiantuntijoita. Lisäksi noin 10 tuhatta koululaista opiskelee Moskovan valtionyliopistossa. Tieteellistä työtä ja opetusta tehdään museoissa, koulutus- ja tieteellisissä harjoituskeskuksissa, tutkimusmatkoilla, tutkimusaluksilla ja koulutuskeskuksissa.
1. Johdatus tilastolliseen optiikkaan.
Analyyttinen signaali, kompleksiset amplitudit, koherentit ja termiset tilat
Sveta. Kentän hetkiä. Korrelaatiofunktiot. Gaussin kenttien ominaisuudet. Lause
Wiener-Khinchin. Van Zittert-Zerniken lause. Mach-Zehnder interferometri.
Youngin interferometri.
2. Optisen tilan käsite
Michelson tähtien interferometri. Brown-Twiss tähtien interferometri.
Spektrin kirkkaus. Energiaa yhdessä tilassa. Ensisijainen kvantisointi. Muoti volyymi. Muodin energiaa. Muodin määritelmä. Tunnistusvoimakkuus. Rekisteröityjen tilojen määrä. Monimuotoinen koherentti ja lämpötila.
3. Sähkömagneettisen kentän kvantisointi
Hamiltonin formalismin ja kvanttimekaniikan formalismin yhteys.
Mekaanisen harmonisen oskillaattorin kvantisointi. Siirtyminen funktiosta
Hamiltonista Hamiltonian. Dimensiottomat muuttujat ja niiden kommutaattori. Ominaisuudet
kvanttiharmoninen oskillaattori, epävarmuussuhde, minimi
energia, diskreetti spektri. Ensisijainen ja sekundaarinen kvantisointi. Kenttäkvadratuurit ja niiden
fyysinen merkitys matkustaville ja seisoville aalloille. Fotonien luomisen ja tuhoamisen operaattorit. Siirtyminen jatkuviin muuttujiin: yksifotoniaaltopaketti. Yksifotoniaaltopaketin epävarmuussuhteet. Tyhjiön vaihtelut.
4. Valon kvanttitilojen Hilbert-avaruuden kanta.
Kuvaus mielivaltaisesta valon tilasta Fock-tilojen perusteella. Fockin tilojen dynamiikka. Värähtelyjakso. Kvadratuuritilat. Q- ja P-, Fock-tilojen kvadratuuriaaltofunktioiden esitykset. Luomisen ja tuhoamisen operaattoreiden dynamiikka. Kvadratuurioperaattoreiden ja kvadratuurijakaumien dynamiikka.
5. Kvadratuurien P-Q vaiheavaruus
Yhteisjakauma kvadratuureilla P ja Q. Wigner-toiminto. Sen määritelmä ja keskeiset ominaisuudet. Kvadratuuri- ja Fock-tilojen Wigner-funktiot. Vaihetilan minimitilavuus. Johdonmukaiset tilat. Niiden edustus Fock- ja kvadratuuripohjalla. Koherenttien tilojen dynamiikka. Wigner-funktioiden dynamiikka.
6. Tomogrammit ja Wigner-funktiot
Kuvaus säteen jakajasta, Hong-Ou-Mandelin häiriöstä. Homodyne-tunnistus. Tomogrammi. Wigner-toiminto. Esimerkkejä tomogrammeista ja Fock-tilojen superpositioiden Wigner-funktioista. Schrödingerin kissat ja pennut. Niiden kvadratuurijakaumat, Wigner-funktiot ja tomogrammit.
7. Koherenttien tilojen ja niiden muunnosten esitykset
Esitykset koherenteista valtioista. Niiden ominaisfunktiot, konvoluutio-ominaisuudet. Kvasitodennäköisyysfunktioiden muunnokset säteenjakajalla, P: n ja Q: n yhteinen mittaus, häviöiden kuvaus, Wigner-funktion siirtymä. Vaihto-operaattori. Vaihtuneet tilat. Esimerkkejä tomogrammeista ja Wigner-funktioista.
8. Kvadratuuripuristus
Odomode-kvadratuurikompressio epälineaarisessa väliaineessa. Hamiltonin, Bogolyubovin muunnos, kvadratuurimuunnos. Pakattujen tilojen tomogrammit. Kompressoitujen tilojen epäklassisuus. Puristettu tyhjiö. Sen laajentaminen Fockin osavaltioihin. Pakatut tilat ja Schrödingerin pennut
9. Ei-klassiset valon tilat
Lämpötilat, Leen epäklassismin mitta, Faktoriaaliset momentit, ei-klassismin merkit, faktoriaalisten momenttien mittaus. Fotonien ryhmittely ja niputuksen esto. Puoliklassinen valontunnistuksen teoria.
10. Fotonitilastojen muuttaminen säteenjakajassa.
Säteenjakajan Hamiltonin, tuhoamis- ja luomisoperaattoreiden toteutus. Kuinka fotonin irtoaminen voi johtaa keskimääräisen lukumäärän kasvuun? Fotonitilastojen muuntaminen säteenjakajassa. Esimerkki Fock-, koherentti- ja lämpötiloista. Moodin kietoutuminen fotonien lukumäärän mukaan. Sotkeutumisen erottaminen korrelaatiosta.
11. Polarisaatiokubitti.
Yksittäisten fotonien lähteet. Polarisaatio. Polarisaatiotilojen perusta. Bloch-pallo ja Poincarén pallo. Polarisaattorit, vaihelevyt, polarisaatiosäteen jakajat. Stokes-parametrit ja niiden mittaus. Kvanttitilojen tomografia. Kvanttiprosessien tomografia.
12. Mittaukset polarisaatiokubitilla. POVM-hajoaminen. Heikot mitat. Detektori tomografia.
13. Eri tyyppiset qubit-koodaukset ja niiden sovellukset kvanttisalauksessa.
Spatiaalinen, vaihe-ajallinen, taajuuskoodaus. Kvanttisalaus. BB84-protokolla, sen erilaiset toteutukset. Koherenttien tilojen käyttäminen Fock-tilojen sijaan.
14. Kvanttilaskenta. Paljon sekaisin kubitteja.
Sotkeutuneiden tilojen ehdollinen valmistelu. Mittaus Bell-periaatteella. Kvanttiteleportaatio ja sotkeutumisvaihto. Epälineaariset ja ehdolliset kahden qubitin portit. Klusterilaskentakonsepti. Bosonin näytteenotto.
15. Kaksimuotoinen kvadratuuripakkaus epälineaarisessa materiaalissa.
Kvadratuurien ja fotonien lukumäärän sekaannus. Schmidtin hajoaminen. Polarisaatiopakkaus. Kaksimuotoisen pakkauksen muuntaminen yksimuotopakkaukseksi säteenjakajalla.
16. Spontaani parametrinen sironta (SPR).
Löytöjen historia. Vaiheen synkronointi. Perestroikan käyrät. Taajuuden leveys ja kulmaspektrit. Sekaannus taajuuksissa ja aaltovektoreissa. Schmidt-moodien eristäminen. Puhtaan yhden fotonin tilan ehdollinen valmistelu. Korrelaation ja spektriominaisuuksien välinen suhde. Dispersiokompensaatio.
17. SPR: n ja kompressoitujen tilojen soveltaminen metrologiassa.
Ilmaisimien standardivapaa kalibrointi. Piilotetut (haamu)kuvat. Kahden fotonin häiriö, reuna-optinen koherenssitomografia, etäsynkronointi
tuntia. Normaalin kvanttirajan rikkominen käyttämällä puristettuja valon tiloja.
18. Bellin epätasa-arvon rikkominen
Determinismin periaate ja rooli tieteen historiassa. Todiste Bellin epäyhtälöstä klassisen kuvauksen perusteella. Todiste Bellin epätasa-arvon rikkomisesta kvanttikuvauksen perusteella. Kokeellinen testi Bellin epätasa-arvon rikkomisesta.