光的压缩态及其在激光干涉仪中的应用

根据量子理论，物理系统间的相互作用是量子化的。作为直接后果，测量灵敏度受到量子化噪声（简称“量子噪声”）的根本限制。此外，海森堡不确定性原理要求，如果系统的某些可观测量被重复测量，则会产生测量反作用。在这两方面，压缩态都备受关注，因为它们表现出“压缩的”不确定性，可用于将测量设备的灵敏度提高到通常量子噪声极限之外，包括受量子反作用噪声影响的极限。光的压缩态可通过非线性光学产生，过去几十年中进行了大量原理验证实验。作为一个实际应用，压缩光现已使用数年，用于提高GEO600（一台为探测引力波而建的激光干涉仪）的测量灵敏度。鉴于此成功，压缩光可能对引力波天文学这一新领域作出重大贡献。本综述重新审视了光压缩态和双模压缩态的概念，重点关注实验观测。描述了压缩态在正交相空间以及光子数表象中展现的不同性质。总结了光量子噪声在激光干涉仪中的作用，并回顾了压缩态在这些测量设备中的实际应用。