УЧЕБНА ПРОГРАМА ПО
“ВЪЛНОВА И КВАНТОВА ОПТИКА”

Хорариум: 90 + 0 + 0 = 90 часа

Лектор: проф. дфн Иван Христов

Анотация: Целта на курса е да запознае студентите с основите на вълновата и квантовата оптика. Първата част на курса разглежда вълновата оптика на регулярни и частично кохерентни оптични полета, както и някои ефекти, съпровождащи тяхното разпространение. Разгледани са също и основите на взаимодействието на излъчването с веществото в класическо и полукласическо приближение. Въвеждат се основни понятия на квантовите полета и тяхното взаимодействие с веществото. В последните теми е отделено внимание на приложението на квантовите явления в информационни технологии. Въвеждат се понятията квантова информация, квантова декохерентност и квантова криптография. Разгледани са и някои експериментални системи за осъществяване на квантов пренос и обработка на информация. Като цяло курсът цели създаване на необходимите познания за работа в едно от най-модерните направления на съвременната лазерна физика – квантовата оптика. Предвидени са 6 часа лекции седмично, общо 90 ч. семестриално. Курсът се чете на студентите от магистърски програми ЛФО и КЕЛТ.

Предварителни изисквания: За успешното провеждане на занятията към предлагания курс са необходими предварителни знания по електродинамика и квантова механика.

1. Електромагнитни вълни. Уравнения на Максуел във вакуум и в среда (4 уч. часа)
2. Класическа кохерентност. Стационарни, еднородни и изотропни случайни полета (6 уч. часа)
3. Дисперсия и дифракция на случайно модулирани оптични вълни. Теорема на Цернике-Ван Цитерт (4 уч. часа)
4. Взаимодействие на излъчването във веществото - класическо описание (6 уч. часа)
5. Квантуване на атомни системи. Оператор на плътността (4 уч. часа)
6. Взаимодействието на електромагнитното поле с квантувани атоми. Модел на Раби (6 уч. часа)
7. Кохерентно разпространение на оптични импулси. Теорема за площите и самоиндуцирана прозрачност (6 уч. часа)
8. Квантуване на електромагнитното поле. Квантови флуктуации в едномодов и многомодов случай (6 уч. часа)
9. Квантова кохерентност. Опит на Юнг с двата отвора. Квантова корелация от втори ред (4 уч. часа)
10. Кохерентни състояния. Квазивероятности за квантуваното поле (4 уч. часа)
11. Квантово взаимодействие между атомите и електромагнитното поле. Модел на Джинс-Каминс (6 уч. часа)
12. Физика и информационна теория, квантови алгоритми (6 уч. часа)
13. Квантово-оптични ансамбли. Еволюция и измерване в квантовата оптика (10 уч. часа)
14. Квантово оплитане. Квантова телепортация (12 уч. часа)
15. Квантов хардуер (6 уч. часа)

Формата на контрол е: изпит

1. S. Ahmanov, V. Diakov, A. Chirkin "Vvedenie v statisticheskuu radiofiziku i optiku", Moskva, Nauka, 1975
2. D. Walls, G. Milburn, "Quantum Optics", Springer, New York, 1994
3. P. Meystre, M. Sargent III, "Elements of Quantum Optics", Springer, New York, 1991
4. John Preskill, "Quantum information and computation", 1998

Февруари 2013 г.

Съставил: проф. дфн Иван Христов

2013-10-04