Целями освоения учебной дисциплины является ознакомление студентов с современными представлениями квантовой теории и ее применениями для задач метрологии. В рамках изучения курса рассматриваются следующие темы: Матричная формулировка квантовой механики. Техника бра-кет. Преобразование базисов. Операторы. Собственные векторы и собственные числа. Гармонический осциллятор в классической механике. Гамильтониан осциллятора. Порядки величин в задаче о гармоническом осцилляторе. Собственные значения и собственные функции гамильтониана гармонического осциллятора. Спектр осциллятора. Колебания ядер двухатомной молекулы. Ангармонизм. Уравнение Шредингера для атома водорода. Квантовые числа атома водорода. Классификация и обозначение состояний. Правила отбора. Спектральные серии атома водорода. Спин-орбитальное взаимодействие. Квантование моментов импульса и их проекций. Понятие самосогласованного поля. Периодическая система. Принцип Паули. Сложение орбитальных и спиновых моментов. Типы связи. Нормальная связь. Двухуровневые системы. Осцилляции Раби и частота Раби. Трехуровневые системы. Линейная квадрупольная ловушка. Уравнения Матье. Области стабильности в ловушке Пауля. Макродвижение. Режим Лэмба – Дике. Критерий Лэмба – Дике. Конструкция ловушки. Нормальные колебания и их квантование. Двухионный кристалл. Взаимодействие ионной цепочки с лазерным излучением в режиме Лэмба – Дике. Лазерное и симпатическое охлаждение. Спектроскопия атомных состояний на основе квантовой логики. Понятие кубита. Примеры реализации кубитов. Задача Дойтча – Джоза. Логические операции на квантовых регистрах. Алгоритм Дойтча – Джоза. Модельный квантовый компьютер.