量子信息中的量子光学基础:非经典态与量子关联速成课程
光的非经典态及其关联性是量子光学的核心,它们作为基础资源既支撑着量子现象的探索,也推动着量子信息协议的实现。本讲义以通俗易懂又不失严谨的方式介绍量子光学基础理论,着重阐述其与量子信息科学技术的内在联系。从电磁场量子化和福克空间的玻色子形式体系出发,讲义构建了描述与分析光量子态的统一框架。通过热态、相干态和压缩态这三个关键态族的范例,系统阐释了从经典行为到非经典行为的转变过程。凸性、经典性及准概率表示等概念作为互补工具被引入,用以刻画量子特性并定义诸如P-非经典性等操作化概念。讨论自然延伸到高斯态、复合系统及连续变量纠缠,突显了非经典性作为生成和量化量子关联的资源价值。理论进展辅以计算与实验视角,包括使用Python库Strawberry Fields进行光学态模拟及基于仿真数据的分析。这些内容共同致力于搭建量子光学基础概念与现代量子信息之间的桥梁,为初入该领域的学生和研究人员提供概念洞见与实践工具。

