"Квантна оптика" - курс 2800 руб. из МСУ, обука 15 недеља. (4 месеца), Датум: 05.12.2023.

1. Увод у статистичку оптику.
Аналитички сигнал, комплексне амплитуде, кохерентна и термичка стања светлости. Тренуци терена. Корелационе функције. Особине Гаусових поља. Виенер-Кхинцхинова теорема. Ван Зиттерт-Зернике теорема. Мах-Зендеров интерферометар.
Јангов интерферометар.

2. Концепт оптичког мода.
Мајклсонов звездани интерферометар. Браун-Твис звездани интерферометар.
Спектрална осветљеност. Енергија у једном режиму. Примарна квантизација. Обим моде. Енергија моде. Дефиниција моде. Јачина детекције. Број регистрованих режима. Вишемодно кохерентно и термичко стање светлости.

3. Квантизација електромагнетног поља.
Веза између Хамилтоновог формализма и формализма квантне механике.
Квантизација механичког хармонијског осцилатора. Прелазак са Хамилтонове функције на Хамилтонову. Бездимензионалне варијабле и њихов комутатор. Особине квантног хармонијског осцилатора, релација несигурности, минимална енергија, дискретни спектар. Примарна и секундарна квантизација. Квадратуре поља и њихово физичко значење за путујуће и стајаће таласе. Оператори стварања и анихилације фотона. Прелазак на континуиране варијабле: једнофотонски таласни пакет. Релације несигурности за једнофотонски таласни пакет. Вакуумске флуктуације.

4. Основе Хилбертовог простора квантних стања светлости.

Опис произвољног стања светлости у бази Фокових стања. Динамика Фокових стања. Период осциловања. Квадратурна стања. Представе К- и П-, квадратурне таласне функције Фокових стања. Динамика оператора стварања и анихилације. Динамика квадратурних оператора и квадратурних расподела.

5. Фазни простор квадратура П-К.
Заједничка расподела по квадратурама П и К. Вигнер функција. Његова дефиниција и кључна својства. Вигнерове функције квадратуре и Фокова стања. Минимални волумен фазног простора. Кохерентна стања. Њихова заступљеност у фоковској и квадратурној основи. Динамика кохерентних стања. Динамика Вигнерових функција.

6. Томограми и Вигнерове функције.
Опис разделника снопа, интерференција Хонг-Оу-Мандел. Детекција хомодина. Томограм. Вигнер функција. Примери томограма и Вигнерових функција суперпозиција Фокових стања. Шредингерове мачке и мачићи. Њихове квадратурне дистрибуције, Вигнерове функције и томограми.

7. Представе кохерентних стања и њихове трансформације.
Представе кохерентних држава. Њихове карактеристичне функције, својства конволуције. Трансформације функција квази вероватноће на разделнику снопа, заједничко мерење П и К, опис губитака, померање Вигнерове функције. Оператор смене. Померена стања. Примери томограма и Вигнерових функција.

8. Квадратурна компресија.
Одомодна квадратурна компресија у нелинеарној средини. Хамилтонијан, трансформација Богољубова, квадратурна трансформација. Томограми компримованих стања. Некласичност компримованих стања. Компримовани вакуум. Његова експанзија у Фокове државе. Компримована стања и Шредингерови мачићи

9. Некласична стања светлости.
Топлотна стања, Лијева мера некласичности, Факторски моменти, знаци некласичности, мерење факторских момената. Груписање и антискупљење фотона. Полукласична теорија фотодетекције.

10. Промена статистике фотона на разделнику снопа.
Хамилтониан разделника снопа, имплементација оператора анихилације и креирања. Како одвајање фотона може довести до повећања просечног броја? Конверзија фотонске статистике на разделнику снопа. Пример за Фокова, кохерентна и термичка стања. Преплитање модова по броју фотона. Разликовање запетљаности од корелације.

11. Поларизациони кубит.
Извори појединачних фотона. Поларизација. Основа поларизационих стања. Блохова сфера и Поенкареова сфера. Поларизатори, фазне плоче, разделници поларизационог снопа. Стоксови параметри и њихово мерење. Томографија квантних стања. Томографија квантних процеса.

12. Мерења на поларизационом кубиту. ПОВМ децомпоситион. Слабе мере. Детекторска томографија.

13. Различити типови кубитног кодирања и њихова примена у квантној криптографији.
Просторно, фазно-временско, фреквенцијско кодирање. Квантна криптографија. ББ84 протокол, његове различите имплементације. Коришћење кохерентних стања уместо Фокових стања.

14. Квантно рачунарство. Много помешаних кубита.
Условна припрема уплетених стања. Мерење у бази Белл. Квантна телепортација и размена заплета. Нелинеарне и условне двокубитне капије. Концепт кластерског рачунарства. Бозонско узорковање.

15. Двострука квадратурна компресија у нелинеарним медијима.
Конфузија по квадратури и броју фотона. Шмитова декомпозиција. Компресија поларизације. Претварање двоструке компресије у једномодну компресију на разделнику зрака.

16. Спонтано параметарско расејање (СПР).
Историја открића. Фазни синхронизам. Криве перестројке. Ширина фреквенције и угаони спектри. Конфузија у фреквенцијама и таласним векторима. Изолација Шмитових модова. Условна припрема чистог једнофотонског стања. Однос између корелације и спектралних својстава. Компензација дисперзије.

17. Примена СПР и компримованих стања у метрологији.
Калибрација детектора без стандарда. Скривене (духове) слике. Двофотонска интерференција, ивична оптичка кохерентна томографија, даљинска синхронизација
сати. Пробијање стандардне квантне границе коришћењем стиснутих стања светлости.

18. Повреда Беллове неједнакости.
Принцип детерминизма и његова улога у историји науке. Доказ Беллове неједнакости на основу класичног описа. Доказ кршења Белове неједнакости на основу квантног описа. Експериментални тестови нарушавања Белове неједнакости.

Основе електронике

Основни курс вам омогућава да проучавате електронску терминологију, основна кола за повезивање елемената, струјно-напонске карактеристике елемената и још много тога.