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Séance de cours

Optique quantique : interaction atome-champ

Description

Cette séance de cours couvre la théorie quantique complète de l'interaction atome-champ, y compris l'approximation des ondes tournantes et le taux d'émission spontanée. Il traite également du modèle semi-classique, de l'indice de réfraction et du gain dans les phénomènes de lumière lente et rapide. L'instructeur explique la synthèse des états quantiques arbitraires à l'aide d'opérateurs d'évolution unitaire et d'interactions atome-photons.

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Concepts associés (32)

Optique quantique

L’optique quantique désigne l'ensemble des expériences dans lesquelles la lumière ou bien l'interaction entre lumière et matière doivent être quantifiées. C'est un domaine de recherche en plein essor, à la frontière entre la mécanique quantique et l'optique. Dans le cadre de l’optique quantique, la lumière est considérée comme constituée de photons, objets quantiques qui se comportent : comme des corpuscules dans leurs interactions avec la matière, et comme des ondes pour leur propagation.

Optique

L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, de son comportement et de ses propriétés, du rayonnement électromagnétique à la vision en passant par les systèmes utilisant ou émettant de la lumière. Du fait de ses propriétés ondulatoires, le domaine de la lumière peut couvrir le lointain UV jusqu'au lointain IR en passant par les longueurs d'onde visibles. Ces propriétés recouvrent alors le domaine des ondes radio, micro-ondes, des rayons X et des radiations électromagnétiques.

Résonance

La résonance est un phénomène selon lequel certains systèmes physiques (électriques, mécaniques) sont sensibles à certaines fréquences. Un système résonant peut accumuler une énergie, si celle-ci est appliquée sous forme périodique, et proche d'une fréquence dite « fréquence de résonance ». Soumis à une telle excitation, le système va être le siège d'oscillations de plus en plus importantes, jusqu'à atteindre un régime d'équilibre qui dépend des éléments dissipatifs du système, ou bien jusqu'à une rupture d'un composant du système.

Linear optical quantum computing

Linear optical quantum computing or linear optics quantum computation (LOQC) is a paradigm of quantum computation, allowing (under certain conditions, described below) universal quantum computation. LOQC uses photons as information carriers, mainly uses linear optical elements, or optical instruments (including reciprocal mirrors and waveplates) to process quantum information, and uses photon detectors and quantum memories to detect and store quantum information.

Fidelity of quantum states

In quantum mechanics, notably in quantum information theory, fidelity is a measure of the "closeness" of two quantum states. It expresses the probability that one state will pass a test to identify as the other. The fidelity is not a metric on the space of density matrices, but it can be used to define the Bures metric on this space. Given two density operators and , the fidelity is generally defined as the quantity . In the special case where and represent pure quantum states, namely, and , the definition reduces to the squared overlap between the states: .

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Evolution des matrices de densité

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Optique quantique : bases et applications

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