拉比周期和雙態系統

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拉比周期和雙態系統之间的区别

拉比周期 vs. 雙態系統

在物理学中，拉比周期是在振荡外场中的二能级量子体系的周期性行为。一个二能级系统具有两个可能的状态，如果状态不是简并的，当吸收一份能量以后，体系可以被激发。 这种效应在量子光学、核磁共振和量子计算中非常重要，它是以伊西多·伊萨克·拉比（Isidor Isaac Rabi）的名字命名的。 当一个原子（或者其它二能级体系）被一束相干光照射的时候，它将周期性地吸收光子并通过受激发射重新将光子发射出来，这样一个周期称为拉比周期，它的倒数称为。 这种机制是量子光学的基础，其模型的建立可以依据和布洛赫矢量形式。 例如，对于频率受外部电磁场调制到激发态的二能级原子（该原子的电子可以处于激发态或者基态），利用布洛赫方程可以得到，原子处于激发态的机率为|c_b(t)|^2. 在量子力學裏，雙態系統是一種擁有兩個互相獨立的量子態的量子系統。更正式地說，雙態系統的希爾伯特空間是二維的，自由度是2。注意，这并不是指该系统只有两个量子态，因为根据量子力学公设态叠加原理，系统可以处于这两个独立量子态的任意叠加态。 若雙態系統中的二個量子態有相同的能量，則雙態系統只存在尋常解，但若二個量子態之間有能量差，則會出現非尋常解。.

布洛赫球面

量子力學中，以自旋物理與核磁共振專家费利克斯·布洛赫（Felix Bloch）姓氏命名的布洛赫球面是一種對於雙態系統中純態空間的幾何表示法。在討論量子位元的場合上常常運用到。.

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量子光学

量子光学（Quantum optics）是物理学一个1990年後成熟的新兴分支，为原子分子与光物理的一部分，和冷原子物理紧密相连，和凝態物理、粒子物理學、宇宙學等成熟分支相比，特徵在於精密的實驗和精準的理論擁有緊密、具建設性的互動。 在1960年代因為漢伯里·布朗及特維斯效應刺激而發展出理論基礎，討論不同程度的相量子相干性,如g^為零是典型的單光子源判准．主要研究光子和原子的量子交互作用，研究工具為雷射及離子井。.

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核磁共振

核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是基於原子尺度的量子磁物理性質。具有奇數質子或中子的核子，具有內在的性質：核自旋，自旋角動量。核自旋產生磁矩。NMR觀測原子的方法，是將樣品置於外加強大的磁場下，現代的儀器通常採用低溫超導磁鐵。核自旋本身的磁場，在外加磁場下重新排列，大多數核自旋會處於低能態。我們額外施加電磁場來干涉低能態的核自旋轉向高能態，再回到平衡態便會釋放出射頻，這就是NMR訊號。利用這樣的過程，可以進行分子科學的研究，如分子結構、動態等。.

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