严冬，海南师范大学物理与电子工程学院教授，博士（后），硕士研究生导师，意大利比萨高等师范学校、英国诺丁汉大学访问学者。荣获“海南自由贸易港D类人才”称号、“吉林省第七批拔尖创新人才第三层次（专业技术人才类）”称号、首批“吉林省高校科研春苗人才”称号，任吉林省物理学会理事、吉林省计算物理学会理事、吉林省高等学校本科教学指导委员会（物理学类专业教学指导委员会）委员。从事量子信息与量子光学研究20年，发表SCI检索论文50余篇；主持国家自然科学基金面上项目1项，国家自然科学基金青年科学基金项目1项；获中国博士后科学基金面上资助1项，其他省部级项目8项；获吉林省自然科学学术成果二等奖1项、三等奖3项，吉林省科学技术三等奖2项。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》明确将量子调控研究列为4个重大科学研究计划之一。组织和实施重大科学研究计划，对提高我国自主创新能力和核心竞争力，使我国科技水平占据未来的科学技术制高点具有重要意义。在“十三五”时期实施好已有国家科技重大专项的基础上，我国面向2030年部署量子通信与量子计算机等6个体现国家战略意图的重大科技项目。本书研究的内容既符合国家科技战略布局，又能为量子信息和量子物理领域的前沿科研工作者提供重要理论依据。本书重点论述偶极―偶极相互作用，以超冷里德堡原子系统为物理平台，探究多体激发行为和关联性质。本书既可以作为相关领域技术人员的参考书，也可以作为量子物理、量子光学及量子信息等领域相关专业高年级本科生和研究生的参考书。

第1章 绪论 1
1．1 里德堡原子与量子信息技术 1
1．2 电磁感应透明 5
1．3 本书的结构及主要内容 7
参考文献 10
第2章 物理背景与理论基础 19
2．1 里德堡原子 19
2．1．1 基本性质 19
2．1．2 碱金属里德堡态 20
2．1．3 里德堡原子的寿命 21
2．1．4 里德堡原子的相互作用 22
2．2 光与二能级原子系统的相互作用 25
2．2．1 独立原子系综 26
2．2．2 里德堡原子系综 28
2．3 偶极阻塞效应与偶极反阻塞效应 30
2．4 原子相干效应 34
2．4．1 独立原子系综的电磁感应透明 35
2．4．2 相互作用原子系综的电磁感应透明 38
2．4．3 受激拉曼绝热过程 43
参考文献 46
第3章 双光子跃迁主导的电磁感应透明 50
3．1 引言 50
3．2 理论模型及光学bloch方程 52
3．2．1 原始五能级 型原子系统 52
3．2．2 约化三能级 型原子系统 54
3．3 数值结果及缀饰态理论解释 57
3．4 偶极阻塞效应对双光子EIT的影响 60
3．5 本章小结 62
参考文献 63
第4章 里德堡原子中的线性光学响应和合作光学非线性 66
4．1 引言 66
4．2 理论模型和方程 68
4．2．1 海森堡―郎之万方程和超级原子模型 68
4．2．2 条件极化率和传播方程 71
4．3 数值模拟结果及理论分析 73
4．4 本章小结 76
参考文献 77
第5章 基于偶极阻塞效应的正常和反常合作光学非线性效应 79
5．1 引言 79
5．2 理论模型和方程 80
5．2．1 海森堡―郎之万方程和超级原子模型 80
5．2．2 条件极化率和传播方程 82
5．3 数值结果及理论分析 84
5．4 本章小结 89
参考文献 90
第6章 偶极阻塞主导的单光子水平电磁感应透明 92
6．1 引言 92
6．2 系统模型与海森堡―郎之万方程 93
6．3 原子极化率与传播方程 95
6．4 数值模拟结果讨论与分析 97
6．5 结论 101
参考文献 101
第7章 具有两体退相位的里德堡电磁感应透明 104
7．1 引言 104
7．2 多体哈密顿量与主方程 105
7．3 两体退相位增强阻塞效果 107
7．3．1 两体退相位的阻塞半径 108
7．3．2 增强阻塞效果 109
7．4 探测光的传输和关联 110
7．4．1 海森堡―郎之万方程 110
7．4．2 探测场的传输特性 111
7．4．3 光子―光子关联 113
7．5 结论 113
参考文献 114
第8章 里德堡电磁感应透明中的相位 119
8．1 引言 119
8．2 系统模型与动力学方程 120
8．3 条件极化率与探测场传播方程 122
8．4 数值模拟结果讨论与分析 124
8．5 结论 129
参考文献 129
第9章 两体里德堡原子系统的量子纠缠和稳态激发 132
9．1 引言 132
9．2 相干驱动的里德堡原子系统动力学方程和稳态解 133
9．3 量子纠缠及其对纠缠的度量 134
9．4 数值模拟结果讨论与分析 135
9．5 结论 137
参考文献 137
第10章 稀薄里德堡原子气体中的两体纠缠 139
10．1 引言 139
10．2 系统哈密顿量与动力学演化方程 140
10．3 里德堡激发概率和量子纠缠的度量 141
10．4 数值模拟结果讨论与分析 142
10．5 结论 147
参考文献 147
第11章 基于受激拉曼绝热技术的里德堡激发和纠缠制备 150
11．1 引言 150
11．2 理论模型及方程 151
11．3 数值模拟结果及理论分析 154
11．4 本章小结 158
参考文献 159
附录 161