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第一部分 理论基础与基本方法 3

第一章 量子力学基础 3

第一节 绪论 3

第二节 量子力学概念 5

第三节 量子力学的态描述 7

第四节 量子力学的力学量 10

第五节 力学方程 15

习题 19

参考文献 20

第二章 原子物理学基础 23

第一节 早期原子物理简介 23

第二节 氢原子理论 32

第三节 碱金属原子 37

第四节L-S耦合机制 40

第五节 原子的超精细结构 43

习题 45

参考文献 45

第三章 量子光学基础 46

第一节 辐射场的量子理论 46

第二节 电磁场的非经典态 48

第三节 量子态的准概率分布函数 51

第四节 原子与电磁场相互作用 54

第五节 多能级开放原子系统与光的相互作用 66

习题 68

参考文献 68

第四章 量子信息学基础 71

第一节 绪论 71

第二节 量子位 72

第三节 量子逻辑 74

第四节 量子算法简介 77

第五节 典型应用 83

习题 85

参考文献 86

第二部分 量子器件与仪表 91

第五章 双位光量子逻辑门 91

第一节 绪论 91

第二节 双量子位光量子逻辑门 93

第三节 基于XPM效应的双位量子门 95

第四节 铷原子介质中实现双位量子门方案 96

第五节 基于XPM的C-Phase门 105

第六节 小结 110

习题 110

参考文献 110

第六章 量子干涉磁力仪 113

第一节 绪论 113

第二节 量子干涉磁力仪的理论基础 118

第三节 量子干涉磁力仪系统 122

第四节 测量精度及误差分析 124

第五节 小结 125

习题 126

参考文献 126

第七章 原子时间频率标准 128

第一节 绪论 128

第二节CPT原子钟原理 133

第三节CPT原子钟系统组成 135

第四节 稳定性及误差分析 139

第五节 小结 140

习题 140

参考文献 140

第八章 量子纠缠光源 142

第一节 绪论 142

第二节 纠缠的基本理论 143

第三节 分离变量的纠缠理论和实验 145

第四节 连续变量的纠缠理论和实验 149

第五节 纠缠态应用 156

第六节 小结 162

习题 163

参考文献 163

第九章 冷原子源 165

第一节 绪论 165

第二节 冷原子囚禁技术 166

第三节 原子冷却技术 172

第四节 冷原子探测技术 182

第五节 玻色-爱因斯坦凝聚 186

习题 189

参考文献 189

第十章 干涉型量子陀螺仪与重力仪 190

第一节 绪论 190

第二节 冷原子干涉型量子陀螺仪基本方法 193

第三节 冷原子干涉型量子陀螺仪实施方案 202

第四节 冷原子干涉型量子重力仪基本方法 211

习题 220

参考文献 221

第三部分 量子系统与应用 225

第十一章 单光子通信系统 225

第一节 绪论 225

第二节 单光子通信技术 225

第三节 单光子星潜激光通信系统 229

第四节 单光子深空激光通信系统 235

第五节 难点与展望 241

习题 242

参考文献 242

第十二章 量子成像遥感系统 244

第一节 绪论 244

第二节 量子成像系统 244

第三节 反欺骗量子雷达 252

第四节 单光子测距 256

参考文献 266

第十三章 量子通信系统及网络 268

第一节 绪论 268

第二节 量子通信理论 271

第三节 光纤量子通信 279

第四节 星地量子通信 285

第五节 量子通信网络 286

第六节 量子通信的前景与展望 291

习题 292

参考文献 292