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基于Wehrl熵的单模量子光学态非经典性量化

DOI：10.1088/1751-8121/aaeebf 期刊：Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 量子化光的非经典态通过Glauber-Sudarshan P分布描述，该分布并非真正的经典概率分布。尽管多次尝试，为单模光量子态定义统一的非经典性(NC)度量仍是悬而未决的任务。我们先前工作[Phys. Rev. A 95, 012330 (2017)]表明，现有著名度量无法量化经多重非经典性诱导操作生成的单模态的NC。本文提出单模量子态NC的新度量方法：该态总Wehrl熵与其经典特性导致的最大Wehrl熵之差。经典参考态在与该态相同的冯·诺依曼熵随机性水平上选取。针对纯态，我们进一步从相空间采样熵及纠缠产生潜力两方面给出该度量的操作解释。我们获得了纯态和高斯混合态NC的解析表达式，证明该方法不仅能一致量化单非经典性诱导操作生成的态，对更广泛的多重非经典性诱导操作生成态类同样有效。但非高斯混合态的NC评估需大量数值计算，超出本文研究范围。最后我们总结了若干开放性问题。
作者： Soumyakanti Bose
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研究概述 实验方案

研究目的

基于Wehrl熵提出一种单模量子光学态非经典性(NC)的新量化方法，以解决现有度量在表征多重非经典性诱导操作生成态的非经典性时存在的局限性。

研究成果

基于Wehrl熵的非经典性量化方法为单模量子光学态（包括经多重非经典性诱导操作生成的态）提供了统一度量标准，该方案从相位空间采样熵和纯态纠缠潜力的角度给出了操作性解释。但该方法受限于非高斯混合态非经典性评估的计算难题。

研究不足

对非高斯混合态的NC评估需要进行大量数值计算，这超出了当前工作的范围。本研究仅限于单模量子光学态，未扩展至多模系统或非光学量子态。

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