Теория открытых квантовых систем

В этой книге рассматриваются основные физические понятия и математические методы, используемые для исследования динамики открытых квантовых систем. Для обеспечения самодостаточности изложения текст начинается с обзора классической теории вероятностей и введения в основы квантовой механики, причем особое внимание уделяется ее статистической интерпретации и формулировке обобщенной теории измерений посредством квантовых операций и эффектов. Излагаются основы теории матриц плотности, квантовых марковских процессов и полностью положительных динамических полугрупп. Выводятся наиболее важные главные уравнения, используемые в квантовой оптике и теории конденсированного состояния, и рассматривается их применение на многочисленных примерах. Особое внимание уделяется марковской и немарковской теориям декогеренции, индуцированной окружающей средой, ее роли в динамическом описании процесса измерения и экспериментальному наблюдению декогерирующих состояний электромагнитного поля. В книге представлена современная формулировка теории открытых квантовых систем в терминах стохастических процессов в гильбертовом пространстве. Методы стохастических волновых функций и алгоритмы Монте-Карло разрабатываются и применяются к важным примерам из квантовой оптики и атомной физики. Основы описания немарковских квантовых процессов в открытых системах излагаются на базе различных математических методов, таких как методы проекционных супероператоров и методы функционалов влияния. Кроме того, в книге излагаются релятивистская теория квантовых измерений и теория матриц плотности релятивистской квантовой электродинамики.