1 光量子计算&姚星灿 陈增兵 潘建伟 1
1.1 引言 3
1.2 量子算法 6
1.2.1 Shor量子算法 6
1.2.2 Grover搜索算法 10
1.2.3 量子仿真算法 10
1.3 光量子计算理论基础 11
1.3.1 基本的量子门 11
1.3.2 基于量子隐形传态的量子计算 15
1.3.3 KLM方案 16
1.3.4 单向量子计算 19
1.3.5 光量子计算中的错误 24
1.4 光量子比特的制备和相干操纵 27
1.4.1 光量子比特的制备 28
1.4.2 光量子比特的相干操纵 42
1.4.3 光量子态的测量 62
1.5 光量子计算最新进展 69
1.5.1 玻色采样实验 69
1.5.2 拓扑量子纠错实验 80
1.5.3 盲量子计算实验实现 89
1.5.4 Shor算法的光学实现 93
1.5.5 基于簇态的单向量子计算实验 97
1.5.6 基于“非簇态”的单向量子计算 103
1.5.7 求解线性方程组实验 111
参考文献 116
2 量子与原子光学新进展&张卫平 等 123
2.1 引言 125
2.2 腔光力学 127
2.2.1 光的力学效应 127
2.2.2 基于腔结构的光力学 129
2.2.3 腔光力学与弱力测量 131
2.2.4 量子区域的腔光力学 133
2.2.5 总结和展望 137
2.3 超冷里德伯原子与光相互作用 138
2.3.1 里德伯原子简介 138
2.3.2 光与原子的相互作用 143
2.3.3 里德伯原子的偶极阻塞效应 149
2.3.4 里德伯原子的应用 151
2.4 自旋轨道量子气体与规范势 153
2.4.1 自旋轨道耦合 153
2.4.2 人造规范势 153
2.4.3 自旋轨道耦合量子气体 158
2.4.4 自旋轨道耦合与安德森局域化 160
2.5 相位测量与量子噪声 163
2.5.1 相位测量 163
2.5.2 马赫-曾德（Mach-Zehnder）干涉仪的相位测量 165
2.5.3 量子效应增强的相位测量 169
2.5.4 总结与展望 176
2.6 二维磁光阱与预报式单光子源 177
2.6.1 二维磁光阱 177
2.6.2 提高光学深度 180
2.6.3 可控预报式单光子源 182
2.6.4 窄线宽时域波函数可控的单光子 184
2.6.5 应用 186
2.7 拉曼散射中的量子关联 187
2.7.1 原子系综中的拉曼散射 187
2.7.2 原子合作自旋激发 187
2.7.3 合作自旋激发-光子关联 188
2.7.4 自旋激发-光子操控的应用 190
2.8 光量子关联干涉仪 193
参考文献 202
3 腔量子电动力学与单原子操控&张天才 李刚 211
3.1 腔量子电动力学：真空及其与原子的作用 213
3.2 腔量子电动力学的基本原理和处理方法 221
3.2.1 箱子中的电磁场 221
3.2.2 封闭箱子中光与原子的作用：从半经典到全量子，从封闭微小空间到无穷大自由空间（无穷大箱子） 225
3.2.3 开放腔系统中光与原子的作用 237
3.2.4 真实的腔-原子系统：从大系统到小系统，从弱耦合到强耦合 242
3.2.5 小结 252
3.3 腔量子电动力学的基本实验技术和方法 253
3.3.1 中性原子操控技术 253
3.3.2 微光学腔的构建、测量与控制技术 262
3.3.3 单粒子测量技术 275
3.3.4 小结 284
3.4 腔量子电动力学的发展历史、现状和未来 284
3.4.1 历史回顾 284
3.4.2 实验进展 286
3.4.3 未来发展 304
参考文献 308
4 微腔光机械系统及其拓展应用&朱卡的 李金金 何炜 323
4.1 绪论 325
4.1.1 光学谐振腔的研究背景 325
4.1.2 微米（纳米）机电系统的研究背景 327
4.1.3 腔光力学系统的研究背景 329
4.2 微腔光机械系统 331
4.2.1 理论模型 332
4.2.2 微腔光机械系统中的常规模式分裂 334
4.2.3 微腔光机械系统中的快慢光现象 338
4.2.4 微腔光机械系统中的全光克尔开关 347
4.2.5 微腔光机械系统中的存光现象 351
4.3 广义腔光机械系统 357
4.3.1 广义腔光机械系统模型 357
4.3.2 最小的广义腔光机械系统——量子点 365
4.3.3 基于碳纳米管的广义腔光机械系统 371
4.3.4 其他广义腔光机械系统 382
参考文献 397
索引 407