量子测量原理与技术.pdf

量子测量原理与技术量子测量原理与技术 课程内容介绍和考核安排课程内容介绍和考核安排 1 课程内容介绍课程内容介绍 2 量子测量量子测量 测量对象是量子系统测量对象是量子系统 用量子方法 技术用量子方法 技术 进行测量进行测量 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统举例 基本粒子的量子态 原子分子系综 固体中的元激发 宏观量子行为 同时体现出明显的波动性和粒子性 相干 关联 分立 脱耦 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 重要意义 1 理解物理规律 量子系统举例 基本粒子 固态体系 光不仅是电磁波 还是一个个光子 电子 原子不光是粒子 还可干涉 关联同步 量子的世界 2 实际应用开发 单光子探测器 高倍成像 检测元素组分和结构 量子信息存储和通信 量子计算机 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 为什么选择量子方法 相对经典方法 可以实现高灵敏度 高精度的探测 计时 时间度量 原子钟 精度高 微弱信号 单光子探测 超导芯片 灵敏度高 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 能测量的范围广度 适用于宏观系统吗 上至天文下至基本粒子 引力波测量 迈克尔逊激光干涉方案 空间尺寸变化 干涉相位差的变化 电子波动性测量 电子双缝衍射实验 量子加密传输 量子纠缠原理 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 能测量的范围广度 适用于宏观系统吗 上至天文下至基本粒子 待测系统 待测物理量 探测系统 效应改变量 量子性质 量子技术量子性质 量子技术 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 固有缺陷和不足 哪些探测困难或测不了 利用小量子系统作为探测传感器 适用于信号强度微弱的场合 适用于空间 时间小范围分布 的集中信号的探测 响应强度低 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 固有缺陷和不足 哪些探测困难或测不了 利用量子效应或量子系统进行测量 在退相之前完成测量 如量子态测量 纠缠加密通信 引力波测量等 不同程度的退相带来不同大小的测量误差 测量条件要求苛刻 相干状态及退相 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 固有缺陷和不足 哪些探测困难或测不了 测量导致量子态的破坏 需要多次统计测量 时间统计 系综统计 课程内容介绍课程内容介绍 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 量子系统 重要意义 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 高灵敏度 高精度的探测 探测范围上至天文下至基本粒子 响应强度低 测量条件要求苛刻 相干状态及退相 测量导致量子态的破坏 可能需多次统计测量 课程内容课程内容安排安排 量子测量量子测量 1 1 测量对象是量子系统 测量对象是量子系统 2 2 用量子方法 技术进行测量 用量子方法 技术进行测量 范围宽泛 课程时间有限 关注用光学方法实现地量子测量 频率 光学方法实现量子测量 光光 强度 位相 波矢 自旋 频率 光学方法实现量子测量 光光 强度 位相 波矢 自旋 效应的大小 光子的个数 电磁场幅值 非线性 涨落 空间传播 光波长 方向 光子的动量 波函数分布 时间演化 光子的能量 系统能级 光谱分布 粒子相空间布居 展宽及 寿命 产生持续衰减 光子数统计 有序化程度 描述规律进程所处状态 取值有序为相干态 杂乱化则是退相 单体看时间历经 系综究统计概率 干涉 关联 纠缠 集体同步 退相 自旋 玻色子 待测粒子的自 旋 磁矩 偏 振极化 课程课程内容安排内容安排 量子测量基本原理量子测量基本原理 光量子测量实例光量子测量实例 量子