1、量子光学中的算符有序积积分方法与连续变量纠缠态表示

量子光学中的算符有序积积分方法与连续变量纠缠态表示

1. 量子纠缠与相关背景

在量子力学里，当多个粒子相互作用时，每个粒子的性质会融入系统的整体性质中。此时，无法单独描述每个粒子的性质，只能描述整个系统的性质，这种现象被称作量子纠缠。爱因斯坦、波多尔斯基和罗森最早提出了量子纠缠的概念，而薛定谔进一步定义了“量子纠缠”这一术语，并指出它是量子力学的一个特征性质。

量子纠缠态指的是多粒子（或多自由度）系统的一种叠加态，无法表示为直积态。在纠缠的双粒子系统中，测量其中一个粒子时，另一个粒子会自动坍缩到特定状态，因此可以利用量子纠缠制备光场的新量子态。若能通过一系列测量制备和操控多粒子纠缠态（如图形态和簇态），就有可能制造单通道量子计算机。所以，在现有的量子计算机架构中，量子纠缠起着非常重要的作用。此外，纠缠态所体现的量子非定域性已成为量子信息的理论基础，也使量子远程通信成为可能。不过，量子通信信道中存在不可避免的环境噪声，这导致量子纠缠态的质量随传输距离的增加而不断下降，意味着量子通信目前仅适用于短距离应用。

量子态的纠缠有助于理解量子物理学的基本问题，还为完成量子信息处理任务（如量子密钥分配、密集编码和量子隐形传态）提供了关键的物理资源。因此，量子纠缠态的制备、探索和最终操控已成为量子光学领域的重要研究任务之一。

2. 算符有序积积分方法（IWOP）

2.1 算符有序积积分方法概述

算符有序积积分方法（IWOP）是发展狄拉克符号方法的一种方式，它通过将不可对易算符置于有序积符号内，使不可对易算符的积分成为可能。源于 IWOP 方法的连续变量纠缠态表示不仅能处理量子光学中的许多问题，还能探索新的研究课题（如求解量子主方