- 量子工程学(量子相干结构的理论和设计)(精)
- - 作者：(英)扎戈斯金|责编:马瑞//王慧莉|译者:金贻荣
  - 出版社：中国科大
  - ISBN：9787312058080
  - 出版日期：2024/03/01
  - 页数：292
- 售价：48

内容大纲
    量子工程学——设计和制备量子相干结构——已经成为一个具有重要应用前景的新物理领域。本书给出了量子工程学中理论方法和实验结果的完整展示。
    本书内容包括电路的量子理论、量子光学在固体电路中的相关理论方法、噪声的量子理论、退相干与测量、量子输运的朗道尔方程、弱超导电性物理，以及半导体异质结中二维电子气相关的物理等。理论与最新的实验数据相结合，从而帮助读者更加清楚地了解理论的应用场景。本书针对物理学研究生，将帮助读者开始自己的研究工作并将理论方法应用到正在开展的实验研究中。
    扎戈斯金是英国拉夫堡大学的物理学教授，他的研究兴趣涵盖固态器件中的量子信息处理理论、介观超导电性、介观传输、量子统计物理及热力学等方面。
作者介绍
目录
中文版序
译者序
前言
第1章  量子工程师的量子力学基础
  1.1  量子力学基本概念
    1.1.1  量子公设
    1.1.2  量子-经典界限：薛定谔的猫悖论
  1.2  态密度矩阵
    1.2.1  理由和性质
    1.2.2  平均、概率和相干性
    1.2.3  纠缠
    1.2.4  刘维尔-冯·诺依曼（Liouville-von Neumann）方程
    1.2.5  维格纳（Wigner）函数
    1.2.6  密度矩阵的微扰论和线性响应理论
    1.2.7  涨落-耗散定理
  1.3  开放系统中密度矩阵的演化
    1.3.1  去除环境
    1.3.2  密度矩阵的主方程林德布拉德（Lindblad）算符
    1.3.3  例子：一个二能级系统的非幺正演化、退相位和弛豫
    1.3.4  非幺正与幺正演化的对比
  1.4  二能级系统的量子动力学
    1.4.1  布洛赫（Bloch）矢量和布洛赫（Bloch）球
    1.4.2  Bloch方程和量子拍
    1.4.3  Rabi振荡
    1.4.4  有耗散情况下的Rabi振荡
  1.5  量子系统的慢演化
    1.5.1  绝热定理
    1.5.2  朗道-齐纳-斯图克伯格（Landau-Zener-Stückelberg）效应
  1.6  结语
第2章  超导量子电路
  2.1  约瑟夫森效应
    2.1.1  超导电性概览
    2.1.2  弱超导电性
    2.1.3  rf SQUID
    2.1.4  dc SQUID
    2.1.5  电流偏置的约瑟夫森结
  2.2  约瑟夫森结中的量子效应、相位和磁通量子比特
    2.2.1  作为量子可观测量的粒子数和相位
    2.2.2  相位量子比特：量子极限下的电流偏置约瑟夫森结
    2.2.3  rf SQUID磁通量子比特
  2.3  量子相干结构的电路分析更多的磁通量子比特
    2.3.1  无耗散电路的拉格朗日方程
    2.3.2  电路中的耗散项——拉格朗日方法
    2.3.3  电路的哈密顿（Hamilton）和劳斯（Routh）函数
    2.3.4  电路的二次量子化
    2.3.5  持续电流磁通量子比特
  2.4  电荷量子比特
    2.4.1  电荷体系：常规导体
    2.4.2  电荷体系：超导体
    2.4.3  电荷量子比特

    2.4.4  Quantronium
    2.4.5  电荷和准电荷 Bloch振荡
  2.5  量子电感和量子电容
    2.5.1  量子电感
    2.5.2  量子电容
  2.6  正常金属中的超导效应
    2.6.1  安德列也夫（Andreev）反射和邻近效应
    2.6.2  Andreev能级和SNS结中的约瑟夫森电流
第3章  基于二维电子气的量子器件
  3.1  二维电子气的量子输运
    3.1.1  二维电子气在异质结器件中的形成
    3.1.2  点接触中的电导量子化
    3.1.3  利用散射矩阵研究量子输运：朗道尔（Landauer）形式、朗道尔（Landauer）公式及其变形
    3.1.4  量子点接触作为量子探测器
    3.1.5  QPC探测器的反作用退相位：更严谨的方法
  3.2  2DEG量子点
    3.2.1  通过双量子点的线性和非线性传输
    3.2.2  2DEG量子点中的电荷相干操控
    3.2.3  2DEG量子点中的自旋相干操控
  3.3  回路、干涉仪和混合结构
    3.3.1  2DEG回路：阿哈罗诺夫-玻姆（Aharonov-Bohm）效应
    3.3.2  混合2DEG超导结构：朗道尔-朗伯（Landauer-Lambert）形式
  3.4  结语
第4章  超导多量子比特器件
  4.1  量子比特耦合的物理实现
    4.1.1  采用线性被动元件耦合：电容耦合
    4.1.2  磁通量子比特的被动电感耦合
    4.1.3  通过非线性被动元件耦合、可调耦合
    4.1.4  量子总线
    4.1.5  主动耦合
  4.2  量子光学：概览
    4.2.1  Fock空间与Fock态
    4.2.2  J-C（Jaynes-Cummings）模型
    4.2.3  量子Rabi振荡、真空Rabi振荡
    4.2.4  色散区域、施里弗-沃尔夫（Schrieffer-Wolff）变换
  4.3  电路量子电动力学
    4.3.1  腔量子电动力学的电路实现
    4.3.2  量子比特通过谐振腔耦合
  4.4  量子光学在相空间中的形式
    4.4.1  相干态
    4.4.2  相干态的物理意义
    4.4.3  振子状态的Wigner函数
    4.4.4  压缩态
    4.4.5  Wigner函数的运动方程
    4.4.6  参数生成压缩态
第5章  噪声与退相干
  5.1  量子噪声
    5.1.1  自相关函数和谱密度
    5.1.2  量子涨落谱密度的物理意义
    5.1.3  量子回归定理

  5.2  固态系统中的噪声源
    5.2.1  热噪声
    5.2.2  经典的散粒噪声
    5.2.3  量子的散粒噪声
    5.2.4  1/f噪声
  5.3  噪声与退相干
    5.3.1  外部噪声和退相干率
    5.3.2  环境的玻色型库模型
    5.3.3  自旋浴
    5.3.4  1/f噪声引入的退相干
  5.4  退相干抑制
    5.4.1  退相干的动力学抑制
    5.4.2  通过设计压制退相干：最佳工作点
    5.4.3  Transmon
    5.4.4  通过失谐来压制退相干
  5.5  测量与退相干
    5.5.1  测量的量子描述
    5.5.2  量子非破坏（QND）测量
    5.5.3  弱的连续测量
    5.5.4  探测器反作用与测量速率
    5.5.5  Rabi谱仪
    5.5.6  量子Zeno效应
第6章  应用与思考
  6.1  量子超材料
    6.1.1  传输线中的量子比特
    6.1.2  经典电磁波沿传输线中的多量子比特链传输
    6.1.3  双手性超材料
  6.2  量子计算尺
    6.2.1  绝热量子计算
    6.2.2  绝热算法
    6.2.3  近似绝热量子计算
  6.3  量子热机、制冷机和妖
    6.3.1  量子热力学循环
    6.3.2  西西弗斯（Sisyphus）效应：量子比特器件中的冷却和放大
    6.3.3  量子的麦克斯韦（Maxwell）妖
  6.4  结语
附录  量子门
参考文献

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