量子光学中的统计方法（第2卷） [Statistical Methods in Quantum Optics 2] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[新西兰] 卡迈克尔（Howard J.Carmichael） 著

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• 电磁学
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出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510078613

版次：1

商品编码：11582553

包装：平装

外文名称：Statistical Methods in Quantum Optics 2

开本：24开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：540

正文语种：英文

内容简介

　　The subtitle, Nonclassical Fields, is perhaps not as accurate as it might be as a summary of content; or to put it another way, if my aim from the start had been to write a book on this topic, parts of that book would differ significantly from what follows here. Possibly the most important thing missing, and something that should be said, is that there are two quite distinct paths to a definition of nonclassicality in quantum optics. The first is grounded in the existence, or otherwise, of a nonsingular and positrve Glauber-Sudarshan P function. The physical grounding is in the treatment of optical measurements, specifically the photoelectric effect: for a given optical field, can the photoelectron counting statistics, including all correlations, be reproduced by a Poisson process of photoelectron generation driven by a classicallight intensity, allowed most generally to be stochastic? Viewed at a more informallevel, the question asks whether or not the infamous proposal of Bohr, Kramers, and Slater for the interaction of classical light and quantized atoms can be upheld in the presence of the observable photoelectron counting statistics.

内页插图

目录

9 The Degenerate Parametric Oscillator Ⅰ: Squeezed States
9.1 Introduction
9.2 Degenerate Parametric Amplification and Squeezed States
9.2.1 Degenerate Parametric Amplification Without Pump Depletion
9.2.2 Quantum Fluctuations and Squeezed States
9.2.3The Degenerate Parametric Oscjllator
9.2.4 Master Equation for the Degenerate Parametric Oscillator
9.2.5 Cavity Output Fields
9.3 The Spectrum of Squeezing
9.3.1Intracavity Field Fluctuations
9.3.2 Defirution of the Spectrum of Squeezing
9.3.3 Homodyne Detection: The Source-Field Spectrum of Squeezing
9.3.4 The Source-Field Spectrum of Squeezing with Unit Efficiency
9.3.5 Free-Field Coritributions
9.3.6 Vacuum Fluctuations
9.3.7 Squeezing in the Wigner Representation: A Comment on Interpretation

10 The Degenerate Parametric Oscillator Ⅱ： Phase-Space Analysis in the Small-Noise Limit
10.1 Phase-Space Formalism for the Degenerate Parametric Oscillator
10.1.1 Phase-Space Equation of Motion in the P Representation
10.1.2 Phase-Space Equations of Motion in the Q and Wigner R,epresentations
10.2 Squeezing: Quantum Fluctuations in the Small-Noise Limit
……
11 The Positive P Representation
12 The Degenerate Parametric Oscillator Ⅲ: Phase-Space Analysis Outside the Small-Noise Limit .
13 Cavity QED I: Simple Calculations
14 Many Atoms in a Cavity Ⅰ: Macroscopic Theory
15 Many Atoms in a Cavity Ⅱ: Quantum Fluctuations in the Small-Noise Limit
16 Cavity QED II: Quantum Fluctuations
17 Quantum Trajectories Ⅰ: Background and Interpretation
18 Quantum Tajectories Ⅱ: The Degenerate Parametric Oscillator
19 Quantum Trajectories Ⅲ: More Examples
References
Index

前言/序言

《随机过程在凝聚态物理中的应用》 内容简介 本书系统而深入地探讨了随机过程在现代凝聚态物理研究中的广泛应用，旨在为物理学、材料科学及相关工程领域的研究人员、高级本科生和研究生提供一个全面且实用的工具箱。全书结构严谨，从基础的概率论和随机过程理论出发，逐步过渡到凝聚态物理中的前沿问题，内容涵盖了从弛豫动力学到相变、从噪声分析到输运现象的诸多核心议题。 第一部分：随机过程基础与数学工具 本书的开篇奠定了坚实的数学和概念基础。首先，详细回顾了概率论的基本公理、随机变量的性质、矩分析以及各种重要的概率分布（如高斯分布、泊松分布、指数分布）。接着，重点引入了随机过程的核心概念，包括马尔可夫过程、维纳过程（布朗运动）及其在连续时间与离散时间框架下的定义。 深入探讨了福克-普朗克方程（Fokker-Planck Equation, FPE）和朗之万方程（Langevin Equation），这是描述系统中随机涨落动力学的两大核心工具。详细分析了如何利用这些方程来处理带有噪声的哈密顿量，以及如何通过等价性将随机微分方程转化为偏微分方程。此外，还包括了对鞅理论（Martingale Theory）和遍历性（Ergodicity）的讨论，这些是理解系统长时间平均行为和收敛性的关键。 第二部分：噪声与涨落现象 本部分将理论工具应用于凝聚态系统中的实际噪声来源与效应。详细分析了约翰逊-奈奎斯特噪声（Johnson-Nyquist Noise）的起源，并将其与热力学涨落联系起来，利用涨落-耗散定理（Fluctuation-Dissipation Theorem, FDT）阐述了系统在平衡态下耗散与涨落之间的内在联系。 特别关注了1/f噪声（粉红噪声），探讨了其在半导体界面、金属薄膜电阻中的普遍存在性，并介绍了描述其功率谱密度的各种模型，例如随机电荷跳跃模型和缺陷激活模型。 在电子系统中，本书详述了散粒噪声（Shot Noise），这对于理解量子电导至关重要。通过对电子流的离散性建模，推导了散粒噪声的强度，并将其与标准量子霍尔效应和隧穿结中的电荷输运联系起来。 第三部分：时间演化与弛豫动力学 本章的核心在于理解凝聚态系统如何从非平衡态弛豫到平衡态。使用主方程（Master Equation）来描述粒子的占有态演化，详细推导了查普曼-科尔莫戈罗夫方程（Chapman-Kolmogorov Equation）。 重点研究了弛豫时间尺度。在磁性系统中，应用随机过程分析了布洛赫方程（Bloch Equations）的涨落项，并计算了自旋系统的弛豫率。在介电材料中，利用FPE模型研究了德拜弛豫（Debye Relaxation）和科尔-科尔弛豫（Cole-Cole Relaxation），解释了复介电常数随频率的依赖性。 对于复杂的多态系统，引入了平均场理论与随机性的结合，例如在伊辛模型（Ising Model）的动力学演化中，随机翻转（Metropolis-Hastings算法的物理背景）如何导致系统跨越势垒。 第四部分：扩散、输运与界面现象 本部分将随机行走的概念推广到宏观输运现象。首先，对布朗运动在晶格中的离散化模型进行了深入分析，并推导了Fick扩散定律的随机过程基础。 在多孔介质和无序材料中，本书分析了非典型扩散（Anomalous Diffusion），如Lévy飞行和分数布朗运动，解释了这些过程如何导致与经典扩散定律不符的输运特性。 在电荷输运方面，详细讨论了跳跃导电机制（Hopping Conduction），特别是蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）在计算跳跃导电率中的应用。分析了格林-久保公式（Kubo Formula）的随机过程解释，以及如何利用时间关联函数来计算电导率和热导率。 第五部分：相变与临界现象的随机动力学 本书的最后一部分聚焦于随机过程在系统复杂性增强时的威力，尤其是在临界点附近。讨论了动力学重整化群（Dynamical Renormalization Group, DRG）的概念，如何将随机噪声纳入到临界指数的计算中。 分析了相场模型（Phase Field Models）的随机版本，例如在驱动界面生长或材料分离过程中，背景噪声如何影响界面的形貌和动力学。引入了非平衡态热力学的观点，使用随机遍历性来理解相变过程中的能量耗散和不可逆性。 总结 本书内容丰富，不仅提供了强大的数学工具，更展示了这些工具在解决凝聚态物理中实际难题时的强大能力。通过对噪声、涨落和时间演化的深刻剖析，读者将能建立起对复杂系统中随机性的直观理解，并能独立运用随机过程的方法来分析和模拟新的物理系统。全书配有大量的实例推导和附录，确保读者能够系统掌握所需的技术。

评分☆☆☆☆☆

读到《量子光学中的统计方法（第2卷）》这本书的名字，我就知道它瞄准的是量子光学研究中最具深度和技术含量的领域之一。作为一个对量子态的概率性描述和统计推断有着强烈好奇心的学者，我一直在寻找能够系统性地讲解这一主题的权威著作。从我快速浏览的章节来看，本书似乎非常注重将量子力学中的基本原理与现代统计学方法相结合，以一种深入浅出的方式来解释复杂的量子现象。例如，我注意到了关于“量子噪声的统计特性”、“相干态与压缩态的统计判据”以及“量子相干性的统计测量”等章节。这些都是在量子光学研究中频繁出现，但又极其考验理解深度的主题。噪声的统计描述直接关系到量子信号的探测灵敏度，而相干态和压缩态作为重要的非经典光场，它们的统计特性是区分和利用的关键。这本书很可能不仅仅是罗列公式，而是会深入探讨这些统计量背后的物理意义，并结合相关的理论模型和潜在的实验应用。对于我来说，这本书的价值在于它提供的不仅仅是数学工具，更是理解量子世界统计本质的深刻洞察。

评分☆☆☆☆☆

这本《量子光学中的统计方法（第2卷）》真的是我期待已久的一本巨著，虽然我还没来得及深入研读，但仅从其厚度和前几章的浏览，就能感受到作者深厚的功力和严谨的学术态度。我一直对量子光学领域的统计学应用非常感兴趣，尤其是在处理复杂量子态的演化和测量过程中，非经典统计行为的展现是研究的核心。我的初步印象是，本书在理论框架上构建得极为扎实，从基础的量子力学原理出发，逐步引申到各种统计模型和计算工具。作者在讲解过程中，似乎非常注重概念的清晰度和逻辑的连贯性，力求让读者能够一步步地理解那些看似晦涩的数学推导。我特别留意到目录中关于“量子信息处理中的统计学”、“开放量子系统的统计动力学”以及“量子测量理论中的统计推断”等章节，这些都是当前研究的热点，也是我个人非常希望从中获得深入理解的领域。虽然实际内容我还需要时间去消化，但这本书的出版本身就意味着对这一前沿领域一次重要的梳理和总结，其潜在价值不言而喻，对于任何想要在量子光学统计方法领域有所建树的研究者和学生来说，它都无疑是一份宝贵的资源。我充满期待地准备投入到接下来的学习中。

评分☆☆☆☆☆

《量子光学中的统计方法（第2卷）》这本书，其厚度和目录的深度，都预示着这是一部不折不扣的学术重镇。作为一个热衷于探索量子现象背后统计规律的研究者，我一直认为，真正的理解往往隐藏在对复杂统计行为的精确把握之中。从我初步扫视的内容来看，这本书似乎聚焦于量子光学中那些最迷人、也最具挑战性的统计问题。我尤其对“量子态的统计演化”、“概率幅与统计测量”以及“量子计量中的统计优化”这些概念提纲产生了浓厚的兴趣。量子态的演化往往充满了概率性的不确定性，而概率幅的统计含义以及如何通过测量来提取有用的统计信息，是量子信息科学的核心。此外，在量子计量领域，如何利用统计学的原理来优化测量过程，提高精度，也是一个至关重要的研究方向。我预计这本书会提供一套非常完备和系统的理论框架，帮助读者理解如何运用各种统计工具来分析和描述复杂的量子光学系统，并且可能会包含一些非常前沿的研究进展和技术细节。它无疑为我提供了进一步深入研究的宝贵契机。

评分☆☆☆☆☆

这本书《量子光学中的统计方法（第2卷）》的出现，在我看来，是一场学术盛宴的预告。作为一名对量子光学理论的统计学基础有着浓厚兴趣的学生，我一直在寻找能够系统性地梳理这一领域知识的著作。从我初步的观察来看，这本书似乎肩负了这一重任。我注意到的几个关键章节，比如“多光子过程的统计描述”、“腔量子电动力学中的统计特性”以及“量子退相干的统计模型”等，都指向了量子光学研究中最核心、也最具挑战性的问题。多光子过程往往伴随着复杂的统计关联，而腔QED更是量子光学实验中实现新奇量子效应的重要平台，其统计行为的深入理解对理论发展至关重要。退相干是量子信息处理中面临的巨大障碍，而如何用统计学的方法来量化和控制退相干，是决定未来量子技术能否实现实用化的关键。我认为，这本书很可能不仅仅是理论的堆砌，而是在提供一套严谨的数学框架的同时，也包含了对前沿实验和理论进展的深刻洞察。它可能会为我提供解决实际研究问题所需的统计工具和分析思路，帮助我更好地理解那些在量子世界中发生的奇妙统计现象。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《量子光学中的统计方法（第2卷）》，第一感觉就是它的“重量级”。封面设计简洁大气，封底的简介虽然简略，但已经勾勒出了本书宏大的学术视野。作为一个在量子光学领域摸爬滚打多年的研究者，我深知掌握高效的统计分析工具对于理解和驾驭量子现象至关重要，尤其是在面对诸如量子噪声、退相干以及非经典光源的描述时。我大致翻阅了一下，目录的设计非常合理，从基础概念的复习到高级应用的探讨，层层递进。我尤其被“光子统计与相干性”、“量子纠缠的统计表征”以及“量子态重构与统计推断”这些标题吸引。据我所知，光子的统计行为，例如泊松分布、玻色-爱因斯坦统计等，是理解许多量子光学现象的基石，而如何从统计学角度量化和利用纠缠，更是当前量子技术发展的重要方向。这本书似乎致力于将这些复杂的概念以一种系统、深入的方式呈现出来，并且可能会包含大量的数学推导和理论模型。我预计这本书会提供一套非常全面的统计学工具箱，帮助读者分析和理解各种复杂的量子光学实验和理论模型。虽然具体内容我还需要时间去细细品读，但它的出现，无疑为该领域的研究者提供了一个坚实的理论支撑和方法论指导。

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