A Jaynes -Cummings modell (röviden JCM) egy elméleti modell a kvantumoptikában . Olyan rendszert ír le, amely egy kétszintű atomból áll, amely kölcsönhatásba lép egy optikai üreg kvantált módusával fény jelenlétében/hiányában. A JCM különleges helyet foglal el az atomfizikában és a kvantumoptikában, kísérleti és elméleti egyaránt. Ez egyben a standard modell a nanoelektronikában a monokromatikus elektromágneses mezővel kölcsönhatásba lépő qubitek leírására (például kvantummanipulációra).
Ezt a modellt eredetileg 1963 -ban Edwin Jaynes és Fred Cummings javasolta a sugárzás kvantumelméletének és a spontán sugárzás jelenségének szemiklasszikus elméletének összehasonlításakor [1] . A félklasszikus atom-mező kölcsönhatáselméletben csak az atomot kvantáltuk , és a mezőt inkább az idő valamilyen függvényének tekintették, nem pedig operátornak . Egy félklasszikus elmélet megmagyarázhatja a modern optikában megfigyelt számos jelenséget (például a " Rabi -ciklus " létezését).
A JCM megmutatta, hogy a sugárzási tér kvantálása hogyan befolyásolja a kétszintű rendszer állapotának alakulását, összehasonlítva a fény és az atom kölcsönhatásának félklasszikus elméletével. Később kiderült, hogy az atominverzió bomlása utáni újjáéledése a mezőállapotok ( fotonok ) diszkrétségének közvetlen következménye [2] [3] . Ez egy tisztán kvantumhatás, amely leírható a JCM-mel, de nem a félklasszikus elmélettel. Huszonnégy évvel később Rempe, Walter és Klein [4] gyönyörűen demonstrálta a kvantumösszeomlásokat (bomlásokat) és az újjászületéseket (újjászületéseket) egy egyatomos maserben .
Az atomi inverzió kvantumoszcillációinak grafikonja az A.A. által talált képletek alapján épül fel. Karatsuba és E.A. Karatsuboy [5] .