量子光学中的扭曲高斯谢尔态：扭曲辅助的非经典性与纠缠

我们引入了扭曲高斯谢尔（TGS）态，这是一种双模混合高斯态，定义为经典近轴光学中扭曲高斯谢尔模型光束的量子光学类比，其特征是所谓的扭曲相位。在TGS态中，当非对称双模热态在移相器和分束器作用后进行局域压缩时，扭曲参数就会出现。其定义性的量子特征是非经典性：尽管该态在其自然二分下是可分离的，但当扭曲参数非零时，存在可以压缩到散粒噪声极限以下的全局正交分量。非经典性在联合光子数分布中也有直接特征，我们以闭式形式获得了该分布。此外，将每个模式与平衡分束器处的辅助真空耦合，产生一个四模态，在选定的$2\times2$二分中具有纠缠，其局域描述由两个TGS态给出，以及所有$1\times3$二分。对于固定的输入压缩，增加扭曲参数会在态原本可分离的地方激活纠缠，并在已经存在纠缠的地方加深纠缠。扭曲参数的经典物理性界限与量子物理性条件一致。这些结果推进了经典光束工程与量子信息之间的双向桥梁。