通过单一边缘分布揭示超越高斯态的非经典性

获取量子态信息的一种标准方法是测量相空间中沿许多不同轴的边缘分布，这构成了量子态层析的基础。我们理论上提出并实验演示了一个通用框架，仅通过观测单一边缘分布来显现非经典性，这为非经典性提供了新的见解，并对各种量子系统具有实际适用性。我们的方法通过将所测分布或沿正交轴的真空态分布相乘，将一维边缘分布映射为一个因子化的二维分布。所得虚构的维格纳函数仅对非经典态才变得非物理，因此相应密度算符的负性提供了非经典性的证据。此外，以此方式测得的负性给出了纠缠势的下界——纠缠势是利用非经典态与分束器设置产生的纠缠的度量，而分束器是产生连续变量(CV)纠缠态的原型模型。我们的方法以可靠且高效的方式检测高斯和非高斯非经典态。值得注意的是，对于有限维福克空间中任意大小的所有非高斯态，它无论测量轴如何都有效，并且还扩展到实验相关的无限维态以用于CV量子信息。我们通过实验展示了我们的判据对于囚禁离子运动态的效力，以与测量轴无关的方式确认了它们的非经典性。我们还讨论了将我们的方法与相移操作相结合的扩展，这导致了对非经典性的更强检验，即在CV测量下检测真正的非高斯性。