【摘 要】
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在量子光学和量子信息学中,有关光场的非经典性质,如:反聚束、亚泊松光子统计、压缩特性和负的Wigner函数等一直以来都是备受关注的研究课题。一般地,可将光场所处的量子态分为高斯态和非高斯态,高斯量子态是指其相空间的分布函数具有高斯形式的量子态,其Wigner准概率分布函数是正值。相对而言,非高斯态则是指其相空间的分布函数具有非高斯形式的量子态,其Wigner函数可正可负,而负值则是其具有非经典特性
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在量子光学和量子信息学中,有关光场的非经典性质,如:反聚束、亚泊松光子统计、压缩特性和负的Wigner函数等一直以来都是备受关注的研究课题。一般地,可将光场所处的量子态分为高斯态和非高斯态,高斯量子态是指其相空间的分布函数具有高斯形式的量子态,其Wigner准概率分布函数是正值。相对而言,非高斯态则是指其相空间的分布函数具有非高斯形式的量子态,其Wigner函数可正可负,而负值则是其具有非经典特性的重要表现。研究表明非高斯态不仅可以提高量子隐形传输、量子克隆和量子存储等量子信息处理的效率,而且它在实现量子纠错、纠缠蒸馏和量子计算等方面起到重要的作用。原则上,可以通过系统的非线性相干耦合来实现非高斯非经典态,但是产生强的非经典性需要非线性强耦合,此条件非常苛刻,实验上一般不易实现。为了解决这一问题,研究表明利用非高斯操作,如:加光子和减光子等非高斯测量可以有效地实现非高斯非经典态。基于此,本文考虑利用光子催化非高斯操作来实现光场的非高斯非经典态。光子催化是将处于量子态|φ＞的一束光和另一束处于N光子Fock态的光同时输入至分束器,此时若在分束器的一个输出端口探测到N个光子,那么另一输出端口的光场量子态可以视为输入态|φ＞经过N光子“催化”操作而形成的,这时处于N光子Fock态的光起到光子催化作用。本文考虑利用上述N光子催化,将输入态|φ＞为相干压缩热态（高斯态）的光场,通过对其实施N光子“催化”,从而得到该光场的非高斯非经典态。
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