אופטיקה קוונטית - קורס RUB 12,160. מחינוך פתוח, הכשרה 18 שבועות, תאריך 30 בנובמבר 2023.
Miscellanea / / November 30, 2023
נכון לעכשיו, אוניברסיטת מוסקבה היא אחד המרכזים המובילים של חינוך, מדע ותרבות לאומיים. העלאת רמת הצוות המוסמך ביותר, חיפוש אחר אמת מדעית, התמקדות בהומניסטי אידיאלים של טוב, צדק, חופש - זה מה שאנו רואים היום כמי שעוקב אחר האוניברסיטה הטובה ביותר מסורות אוניברסיטת מוסקבה היא האוניברסיטה הקלאסית הגדולה ביותר בפדרציה הרוסית, אובייקט יקר במיוחד של מורשת תרבותית של עמי רוסיה. הוא מכשיר סטודנטים ב-39 פקולטות ב-128 תחומים והתמחויות, סטודנטים לתארים מתקדמים ודוקטורנטים ב-28 פקולטות ב-18 ענפי מדע ו-168 התמחויות מדעיות, המכסות כמעט את כל הקשת של האוניברסיטה המודרנית חינוך. נכון לעכשיו, יותר מ-40 אלף סטודנטים, סטודנטים לתארים מתקדמים, דוקטורנטים, כמו גם מומחים במערכת ההכשרה המתקדמת לומדים באוניברסיטת מוסקבה. בנוסף, לומדים באוניברסיטת מוסקבה כ-10 אלף תלמידי בית ספר. העבודה וההוראה המדעית מתבצעות במוזיאונים, בבסיסי תרגול חינוכיים ומדעיים, במסעות, בכלי מחקר ובמרכזי השתלמות.
1. מבוא לאופטיקה סטטיסטית.
אות אנליטי, אמפליטודות מורכבות, מצבים קוהרנטיים ותרמיים
סווטה. רגעי השדה. פונקציות מתאם. מאפיינים של שדות גאוסים. מִשׁפָּט
וינר-חינצ'ין. משפט ואן זיטרט-זרניקה. אינטרפרומטר מאך-זהנדר.
האינטרפרומטר של יאנג.
2. מושג של מצב אופטי
אינטרפרומטר כוכבים של מיכלסון. אינטרפרומטר כוכבים חום-טוויס.
בהירות ספקטרלית. אנרגיה במצב אחד. קוונטיזציה ראשונית. נפח אופנה. האנרגיה של אופנה. הגדרה של אופנה. נפח זיהוי. מספר המצבים הרשומים. מצב אור קוהרנטי ותרמי רב-מודד.
3. קוונטיזציה של שדה אלקטרומגנטי
הקשר בין הפורמליזם המילטון לפורמליזם של מכניקת הקוונטים.
קוונטיזציה של מתנד הרמוני מכני. מעבר מתפקוד
המילטון להמילטוניאן. משתנים חסרי מימד והקומוטטור שלהם. נכסים
מתנד הרמוני קוונטי, יחס אי ודאות, מינימום
אנרגיה, ספקטרום בדיד. קוונטיזציה ראשונית ומשנית. ריבועי שדה והן
משמעות פיזית לנסיעה ולעמידה בגלים. מפעילי יצירה והשמדה של פוטונים. מעבר למשתנים רציפים: חבילת גל פוטון בודד. יחסי אי ודאות עבור חבילת גל פוטון בודד. תנודות ואקום.
4. בסיסים של מרחב הילברט של מצבי אור קוונטיים.
תיאור מצב אור שרירותי בבסיס מצבי פוק. דינמיקה של מדינות Fock. תקופה של תנודה. מצבי נצב. ייצוגים של Q- ו-P-, פונקציות גל נצב של מצבי Fock. דינמיקה של מפעילי יצירה והשמדה. דינמיקה של אופרטורים נבועים והתפלגות נצב.
5. מרחב שלב של ריבועים P-Q
התפלגות משותפת על פני ריבועים P ו-Q. פונקציית Wigner. הגדרתו ומאפייני המפתח שלו. פונקציות ויגנר של מצבי נצב ופוק. נפח מינימלי של שטח פאזה. מדינות קוהרנטיות. הייצוג שלהם בבסיס הפוק והניבוע. דינמיקה של מצבים קוהרנטיים. דינמיקה של פונקציות Wigner.
6. Tomograms ו-Wigner פונקציות
תיאור מפצל הקורות, התערבות הונג-או-מנדל. זיהוי הומודיין. טומוגרמה. פונקציית Wigner. דוגמאות לטומוגרפיות ופונקציות ויגנר של סופרפוזיציות של מצבי פוק. החתולים והחתלתולים של שרדינגר. התפלגויות הריבוע שלהם, פונקציות ויגנר וטומוגרפיות.
7. ייצוגים של מדינות קוהרנטיות והתמורות שלהן
ייצוגים של מדינות קוהרנטיות. הפונקציות האופייניות שלהם, תכונות קונבולציה. טרנספורמציות של פונקציות כמעט הסתברות על מפצל אלומה, מדידה משותפת של P ו-Q, תיאור הפסדים, הסטת פונקציית ויגנר. מפעיל משמרת. הוסט מדינות. דוגמאות לטומוגרפיות ופונקציות ויגנר.
8. דחיסת נצב
דחיסת נצב Odomode במדיום לא ליניארי. המילטון, טרנספורמציה של בוגוליובו, שינוי ריבוע. טומוגרמות של מצבים דחוסים. אי-קלאסיות של מצבים דחוסים. ואקום דחוס. התרחבותו למדינות פוק. מצבים דחוסים והחתלתולים של שרדינגר
9. מצבי אור לא קלאסיים
מצבים תרמיים, מידת האי-קלאסיות של לי, מומנטים פקטוריים, סימנים של אי-קלאסיות, מדידת מומנטים פקטוריים. קיבוץ ואנטי צרור של פוטונים. תיאוריה חצי-קלאסית של זיהוי צילום.
10. שינוי סטטיסטיקת פוטון במפצל האלומות.
המילטון של מפצל האלומות, יישום מפעילי ההשמדה והיצירה. כיצד ניתוק פוטון יכול להוביל לעלייה במספר הממוצע? המרה של סטטיסטיקת פוטון במפצל האלומות. דוגמה למצבי Fock, קוהרנטיים ותרמיים. הסתבכות מצבים לפי מספר הפוטונים. הבחנה בין הסתבכות לקורלציה.
11. קיטוב קיוב.
מקורות של פוטונים בודדים. קיטוב. בסיס של מצבי קיטוב. כדור בלוך וכדור פואנקרה. מקטבים, לוחות פאזה, מפצלי קרן קיטוב. פרמטרי סטוקס ומדידתם. טומוגרפיה של מצבים קוונטיים. טומוגרפיה של תהליכים קוונטיים.
12. מדידות על קיוב קיוב. פירוק POVM. מידות חלשות. טומוגרפיה של גלאי.
13. סוגים שונים של קידוד קיוביט ויישומם בהצפנה קוונטית.
קידוד מרחבי, פאזה-זמני, תדר. הצפנה קוונטית. פרוטוקול BB84, יישומיו השונים. שימוש במצבים קוהרנטיים במקום מצבי Fock.
14. מחשוב קוונטי. הרבה קיוביטים מבולבלים.
הכנה מותנית של מצבים סבוכים. מדידה בבסיס פעמון. טלפורטציה קוונטית וחילופי הסתבכות. שערים שני קוויביט לא ליניאריים ומותנים. קונספט מחשוב אשכול. דגימת בוזונים.
15. דחיסת נצב במצב כפול במדיה לא ליניארית.
בלבול לפי ריבועים ומספר פוטונים. פירוק שמידט. דחיסת קיטוב. המרת דחיסה במצב כפול לדחיסה במצב יחיד על מפצל אלומה.
16. פיזור פרמטרי ספונטני (SPR).
היסטוריה של גילוי. סנכרון פאזות. עקומות פרסטרויקה. רוחב תדר וספקטרום זוויתי. בלבול בתדרים ובווקטורים של גלים. בידוד של מצבי שמידט. הכנה מותנית של מצב פוטון אחד טהור. קשר בין מתאם ותכונות ספקטרליות. פיצוי פיזור.
17. יישום של SPR ומצבים דחוסים במטרולוגיה.
כיול גלאים ללא תקן. תמונות נסתרות (רוח רפאים). הפרעות דו-פוטונים, טומוגרפיית קוהרנטיות אופטית קצה, סנכרון מרחוק
שעה (ות. שבירת הגבול הקוונטי הסטנדרטי באמצעות מצבי אור סחוטים.
18. הפרה של אי השוויון של בל
עקרון הדטרמיניזם ותפקידו בהיסטוריה של המדע. הוכחה לאי-שוויון של בל על סמך התיאור הקלאסי. הוכחה להפרה של אי השוויון של בל על סמך תיאור קוונטי. מבחנים ניסיוניים של הפרת אי השוויון של בל.