光子增减 qudit 态中的高阶非经典性

本文研究了 r 个光子增加与 t 个光子减少的 qudit 态（分别记为 rPAQS 与 tPSQS）的高阶非经典性质，以回答：如何利用光子的增加与减少来构造 qudit 态的高阶非经典性质？为得到答案，首先获得 rPAQS 与 tPSQS 的相关玻色场算符的高阶矩，随后利用之研究相应态的高阶非经典性质。首先使用若干高阶非经典性判据（如高阶反聚束、Hillery 型高阶压缩、高阶亚泊松光子统计）确立 rPAQS 与 tPSQS 具有高度非经典性。发现这些判据表明非经典性的程度随增加光子数（r）而增强。为定量确立该观测并在 rPAQS 与 tPSQS 间进行比较，计算两者的 Wigner 函数负部体积（非经典体积）作为非经典性的定量度量。最后，为验证所得结果，还给出了光学层析图，其可由实验获得并通过 Radon 变换产生 Wigner 函数（一般不可直接测量）。整个研究中，以一类称为新型广义二项式态的 qudit 态为例。