来自高阶关联函数的非量子信息增益

非线性关联函数是量子理论的核心。二阶关联函数 $g^{(2)}(\tau)$ 半个多世纪以来一直是量子光学的基石，并已发现无数量子与经典应用。相比之下，高阶关联函数迄今仅被用于揭示发射场的非经典特性。本文中，我们研究了第 $k$ 阶关联函数 $g^{(k)}(0)$ 与光底层量子态在光子数小于 $k$ 的 Fock 态子空间上投影之间的关系。我们表明，当 $g^{(k)}(0)$ 低于某一临界值时，可得出该子空间投影的下界，以及含 $1$ 至 $k-1$ 个光子子空间与 $k$ 至无穷光子子空间之比的下界。这些界表面上看仅对非经典量子态成立。然而，当量子态包含对真空态的非零投影时，$g^{(k)}(0)$ 的值被人为抬高，可能掩盖这些投影。我们推导了一个考虑真空效应的有效第 $k$ 阶关联函数。我们表明，从有效关联函数获得的信息并不限于非经典量子态，从而构成了高阶关联函数的量子与经典应用。