A óptica quântica trata de problemas de interação da matéria e radiação, quando propriedades quânticas dessa são relevantes. Importantes avanços na compreensão e manipulação de estados quânticos da radiação foram obtidos nas últimas décadas, o que levou a um fantástico desenvolvimento de tecnologias aplicáveis, em particular em metrologia e em informação quântica. Sistemas ópticos invariavelmente sofrem efeitos do meio externo. Assim um grande número de técnicas de sistemas quânticos abertos foi desenvolvido para o tratamento de problemas específicos relacionados ao ruído quântico. Neste curso daremos uma abordagem dos fundamentos da óptica quântica, com efoque principal na descrição dos métodos estocásticos amplamente utilizados na descrição de fenômenos físicos. O objetivo deste curso é fornecer aos estudantes de pós-graduação em física noções fundamentais para o tratamento de sistemas quânticos abertos com enfoque em óptica quântica e óptica atômica. Aspectos relevantes para o processamento quântico de informação serão também considerados.

 

EMENTA:

1. Elementos de teoria de probabilidades
2. Introdução a processos estocásticos: equações mestras na forma diferencial, equações de Langevin e equações de Fokker-Planck
3. Teoria clássica de flutuações ópticas e coerência
4. Quantização do campo eletromagnético
5. Propriedades de coerência do campo eletromagnético quantizado
6. Representações do campo eletromagnético
7. Fenômenos quânticos em sistemas simples em ótica não-linear
8. Métodos Estocásticos: Equações mestras e equações c-number equivalentes, equações diferenciais estocásticas, trajetórias quânticas
9. Formalismo de Input-Output, sistemas quânticos em cascata
10. Geração e aplicações de luz comprimida
11. Interação da Radiação com átomos
12. Eletrodinâmica quântica de cavidades
13. Medições quânticas não-demolitivas
14. Coerência quântica e teoria da medição
15. Armadilhas de íons
16. Força de radiação e armadilhas atômicas
17. Condensados de Bose-Einstein e óptica atômica quântica
18. Informação quântica
19. Desigualdades de Bell em óptica quântica

Legenda: vimos em aula, segunda avaliação inividual

BIBLIOGRAFIA:

[1] Quantum Optics, D.F. Walls, G.J. Milburn, Springer; 2nd edition (February 6, 2008) .

[2] C. W. Gardiner e P. Zoller, Quantum Noise, Springer; 3 edition (October 15, 2004) .

[3] Statistical Methods in Quantum Optics 1: Master Equations and Fokker-Planck Equations, H.J Carmichael, Springer (April 25, 2003) .

[4] Statistical Methods in Quantum Optics 2: Non-Classical Fields, H.J Carmichael, Springer (April 25, 2007) .

[5] Lectures on Quantum Optics, W. Vogel, D-G Welsch, Akademie Verlag (1994).

[6] Optical Coherence and Quantum Optics, L. Mandel, E. Wolf, Cambridge University Press; 1 edition (September 29, 1995).

[7] The Quantum Theory of Light, R. Loudon, Oxford University Press, USA; 3 edition (November 23, 2000).

[9] Artigos Fundamentais da Área.