Kvantová optika 2

Garant předmětu:

Igor Jex

Přednášející:

Václav Potoček

Cvičící:

Václav Potoček

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Přednáška navazuje na Kvantovou optiku 1 a doplňuje moderní oblasti terminologie a výpočetních metod moderní kvantové optiky ve fázovém prostoru. Rovněž rozšiřuje aplikační oblast na kontinua módů a disipativní procesy. Zahrnuje i stručný přehled současných výzkumných oblastí v teoretické i praktické rovině a aplikací kvantové optiky v experimentálním výzkumu.

Požadavky:

Požadavky zápočtu: aktivní účast na cvičeních s příspěvkem předvádění řešení příkladů vypočítaných při domácí přípravě. Vyžadovaný počet příkladů na studenta je rovnoměrným dílem z celku dle počtu zapsaných studentů. Absenci při představení vlastní úlohy lze nahradit zasláním jejího kompletního vypracování v textové nebo scanované podobě. Při splnění těchto podmínek zápočet hromadně udělen po poslední hodině cvičení.

Požadavky zkoušky: podmínkou vstupu ke zkoušce je udělený zápočet. Známku tvoří ze 100% ústní zkoušení z losované dvojice tématických okruhů (s časem na přípravu) a případných doplňujících dotazů. Možnost úplné výměny jedné zkouškové otázky za náhradní, ale se snížením nejvyšší dosažitelné známky.

Osnova přednášek:

1. Disipativní procesy, Wignerův-Weisskopfův model, Fermiho zlaté pravidlo

2. Vlastnosti pole vyzařovaného atomem, útlum a posílení světla v prostředí

3. Vznik a vlastnosti laserového světla

4. Fázový prostor a kvazidistribuční funkce: Glauber-Sudarshan, Husimi

5. Wignerova funkce

6. Kvantově optické operace na fázovém prostoru

7. Mechanické efekty světla na atomech, laserové chlazení, dipólové optické pasti

8. Důsledky atomové koherence

9. Fotony jako nosič kvantové informace, kvantová komunikace

10. Průřez optického svazku, spinový a orbitální moment hybnosti světla, optické elementy pro manipulaci s nimi

11-12. Kvantová optika a měření, fundamentální kvantové experimenty

13. Kvantové počítání na zachycených iontech

Osnova cvičení:

Procvičování příkladů na probraná témata - odpovídá osnově přednášky výše.

Cíle studia:

Po absolvování předmětu by student neměl mít problém porozumět ani pokročilým aktuálním vědeckým problémům teoretické kvantové optiky.

Studijní materiály:

Doprovodná literatura:

[1] V. Potoček: Kvantová optika (skriptum v přípravě, dostupné studentům online)

Klíčové zdroje:

[2] M.O. Scully, M.S. Zubairy: Quantum Optics (Cambridge University Press 1997)

[3] R. Loudon: The Quantum Theory of Light (Oxford University Press 2000)

[4] Paul H.: Introduction to Quantum optics (Cambridge University Press 2004)

[5] S. M. Barnett, P. M. Radmore: Methods in Theoretical Quantum Optics, Oxford University Press, Oxford 2002

Další doporučená literatura:

[6] L. Mandel, E. Wolf: Optical coherence and quantum optics (Cambridge University Press 1995)

[7] G. S. Agarwal: Quantum Optics (Cambridge University Press 2012)

[8] G. New: Introduction to Nonlinear Optics, (Cambridge University Press 2011)

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Matematická fyzika (volitelný předmět)
• Kvantové technologie (povinný předmět programu)