Kvantna optika

Vpis v letnik študija.

Kvantizacija elektromagnetntega polja, fotonska reprezentacija, koherentna stanja.
Merjene količine, štetje fotonov, korelacijske funkcije in koherenca.
Reprezentacija polja s kvantnimi proazdelitvenimi funkcijami.
Interakcija svetlobe z atomi. Oblečena stanja in kvantne Rabijeve oscilacije.
Resonančna fluorescenca.
Stisnjena stanja in optično parametrično ojačevanje.
Interakcija z rezervoarjem, enačba časovnega razvoja gostotne matrike.
Kvantna teorija laserja.
Prepletena stanja, Bellove neenačbe, kvantno kodiranje.

L. Mandel and E. Wolf, Optical coherence and quantum optics, Cambridge University Press, 1995

R. Loudon, The Quantum Theory of Light, 3rd ed., Oxford University Press 2000.

A. Peres, Quantum Theory: Concepts and Methods, Springer Netherlands, 2002

A list of references to relevant scientific publications will be provided in the lecture notes.

Seznaniti s kvantno obravnavo svetlobe in njeno detekcijo ter najpomembnejšimi koncepti moderne kvantne optike ter kvantne komunikacije.

Znanje in razumevanje
Poznavanje osnovnih pojmov in metod kvantne koherence, kvantne optike in kvantne komunikacije. Poglobljeno razumevanje kvantnega opisa elektromagnetnih polj.
Uporaba
Pridobljeno znanje je podlaga za poglobljeno obravnavo kvantne elektrodinamike, kvantne optodinamike, kvantnih komunikacij ter kvantnih senzorjev.
Refleksija
Poglobljeno razumevanje narave kvantnih pojavov na primerih kvantne elektrodinamike, interakcije med svetlobo in snovjo, kvantne prepletenosti in uporabe kvantne optike.
Prenosljive spretnosti:
Kvantni harmonski oscilator, operatorske enačbe, lastnosti koherenčnih stanj, merske metode z visoko ločljivostjo.

Predavanja, računske vaje, domače in seminarske naloge in konzultacije.

(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)
Pisni izpit in seminarske predstavitve
Ustni izpit

Rainer Oliver Kaltenbaek

1. ASPELMEYER, Markus, KALTENBAEK, Rainer, et al. Long-distance free-space distribution of quantum entanglement. Science, ISSN 1095-9203, 1 August 2003, vol. 301, no. 5633, str. 621-623. https://science.sciencemag.org/content/sci/301/5633/62full.pdf, doi: 10.1126/science.1085593. [COBISS-SI-ID 924545]
2. URSIN, Rupert, KALTENBAEK, Rainer, et al. Quantum teleportation across the Danube. Nature, ISSN 0028-0836. [Print ed.], vol. 430, 19 August 2004, str. 849. [COBISS-SI-ID 924289]
3. KALTENBAEK, Rainer, , LAVOIE, Jonathan, Zeng, Bei, Bartlett, Steven D., RESCH, Kevin J. Optical one-way quantum computing with a simulated valence-bond solid. Nature physics, ISSN 1745-2473, 2010, vol. 6, no. 11, str. 850, doi: 10.1038/nphys1777. [COBISS-SI-ID 3364452]
4. BELENCHIA, Alessio, GASBARRI, Giulio, KALTENBAEK, Rainer, ULBRICHT, Hendrik, PATERNOSTRO, Mauro. Talbot-Lau effect beyond the point-particle approximation. Physical review. A, ISSN 2469-9926, 2019, vol. 100, iss. 3, str. 033813-1-033813-12, ilustr., doi: 10.1103/PhysRevA.100.033813. [COBISS-SI-ID 3356516]
5. JOSHI, Siddarth Koduru, KALTENBAEK, Rainer, et al., Space QUEST topical team. Space QUEST mission proposal: experimentally testing decoherence due to gravity. New journal of physics, ISSN 1367-2630. [Online ed.], June 2018, vol. 20, art. no. 063016, 21 str., ilustr. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/aac58b/pdf, doi: 10.1088/1367-2630/aac58b. [COBISS-SI-ID 3356772]