QUANTUM OPTICS · 2026 秋季
量子光学
从光与原子理解量子世界
从实验现象出发，建立量子语言，再用它理解光、原子与量子信息。
预备知识
建议具备普通物理中的振动、波动与基础光学知识，了解干涉和偏振。
数学上会用复数、向量与矩阵，掌握基本微积分和概率知识。
本课程与量子力学同步展开，不要求事先完整学过量子力学；量子态、测量和演化所需的概念与记号会在课程中逐步引入。
讲义与课件
目前可阅读第 1、2、3 讲 · 后续资料在授课后发布
课程目录 · 14 次授课＋1 次汇报
查看内容与学习目标 ↗第一单元：建立量子语言
第 1—6 讲
- 01绪论：从量子力学到量子信息科学可阅读
- 02量子比特：如何描述状态与预测测量？可阅读
- 03量子调控：如何控制量子态？可阅读
- 04量子纠缠：两个系统的状态为何不能分开描述？授课后发布
- 05Bell不等式：量子关联超出了怎样的经典解释？授课后发布
- 06密度矩阵：从整体状态到局部描述授课后发布
第二单元：光场、原子及其相互作用
第 7—10 讲
- 07光场量子化：光为什么具有离散的能量？授课后发布
- 08光子统计：激光、热光与单光子有什么不同？授课后发布
- 09光子关联：探测器的点击怎样揭示光的量子性？授课后发布
- 10原子—光场耦合：一个激发如何在原子与光场之间交换？授课后发布
第三单元：量子科技——从原理到应用
第 11—15 讲
- 11量子精密测量：原子钟怎样把相位变成频率信息？授课后发布
- 12量子密钥分发：不能复制的量子态有什么用？授课后发布
- 13量子隐形传态：如何转移一个未知量子态？授课后发布
- 14量子计算：怎样利用相位与干涉得到答案？授课后发布
- 15课题汇报：从一个量子模型到一个研究问题课题汇报
补充阅读
参考文献 ↗单光子干涉的完整计算
用 Mach–Zehnder 干涉仪练习概率幅与相位，适合第 2 讲后阅读。
阅读补充讲义 A →光子能量与通量估算
把平均功率、光子通量与探测计数联系起来，配合第 8 讲使用。
阅读补充讲义 B →阅读与使用
课后复习请阅读在线讲义；课堂课件适合电脑全屏观看，使用左右方向键翻页。讲义中的练习答案可展开核对。
课件 PDF 用于离线阅读、打印和批注，可从各讲资料入口下载。
部分外部实验需要联网。图片与实验资料的出处见插图来源。