光场量子态是量子光学应用中的一种基本量子资源，在量子信息中扮演着重要的角色。压缩态可实现两正交分量量子噪声在相空间中不对称分配，使其中一个正交分量突破散粒噪声极限。利用压缩态可进一步构建纠缠态光场，使两束或多束光场之间建立量子关联性，从而实现超远距离的量子测量或通信，广泛应用于量子通信、量子计算、量子计量和引力波探测等领域。
自20 世纪80 年代起，国际上首先开展了光场量子态的实验研究，并逐步形成了一套相关的量子态制备及测量技术。与此同时，压缩态制备及相关应用是山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室布局的重点研究内容。《光场量子态相关实验技术》一书的内容主要来源于山西大学光电研究所量子技术开发与应用平台的教学和科研工作。
光场量子态相关实验技术
郑耀辉，王雅君，田龙著
北京：科学出版社，2024.5
(量子光学基础与应用丛书)
ISBN 978-7-03-076856-8
责任编辑: 周 涵 孔晓慧
本书面向从事量子光学相关实验研究的科研人员、高年级本科生和研究生，介绍了如何利用光学参量过程制备压缩态和纠缠态光场，系统讨论了压缩态和纠缠态光场制备过程中遇到的技术问题和解决办法，希望读者通过阅读该书初步具备开展光场量子态制备实验研究的能力。
该书共8 章，第1 章介绍了利用非线性参量过程制备压缩态光场的基本物理思想和实验方法及其发展历程。第2 章详细分析了三类光学谐振腔的能量传输特性、传输函数及其噪声特性。第3 章主要包括电光调制和声光调制技术，重点分析了电光相位调制中的剩余振幅调制现象及其对锁定系统的影响，以及楔形晶体的电光调制器如何实现剩余振幅调制的抑制。第4 章和第5 章分别介绍了达到散粒噪声基准的强度噪声抑制技术、相位噪声和频率噪声抑制技术，分析剩余振幅调制对边带稳频的影响及解决方法。第6 章介绍了共振型光电探测器实现高信噪比误差信号提取，并对量子噪声探测中常使用的贝尔态探测器和平衡零拍探测器的基本参数、设计方案进行了详细介绍。第7 章和第8 章分别介绍了高压缩度压缩态光场和高纠缠度纠缠态光场的实验制备整套方案，分析了提高压缩噪声和量子关联指标面临的核心问题，并详细介绍了实现高压缩度/高纠缠度光场输出所采用的关键技术。
压缩态光场和纠缠态光场是重要的非经典光场量子态。压缩态光场某一物理量的噪声和纠缠态光场的关联噪声可以低于经典光的散粒噪声极限，将其应用于量子计算、量子通信以及量子精密测量，能够提高器件的性能。压缩态光场与纠缠态光场是发展光场量子技术的基本资源，掌握制备非经典光场态的原理与方法是探索量子化光场高科技应用的基础。量子光学实验研究证明，光学参量过程是制备压缩态光场及纠缠态光场的最佳途径之一。
山西大学光电研究所于1992 年在国内首次制备了压缩态光场，三十多年来一直从事多种类型非经典光场的实验制备，在此基础上开展了非经典光场在量子信息中的应用研究。《光场量子态制备及应用》一书的内容主要来源于山西大学光电研究所非经典光场产生和应用实验室的教学和科研工作。
光场量子态制备及应用
贾晓军, 闫智辉, 彭堃墀著
北京：科学出版社，2024.5
(量子光学基础与应用丛书)
ISBN 978-7-03-076854-4
责任编辑: 周 涵 孔晓慧
本书系统地介绍了非经典光场的概念、制备原理和方法，以及其在量子通信与量子精密测量中的一些应用实例。希望通过阅读本书，量子光学及量子信息相关专业的教师、研究人员、研究生和高年级本科生能够掌握非经典光场产生和应用的基础理论知识和实验方法。
本书共7 章。第1 章介绍量子光学基础知识，从量子力学的基本假设出发给出量子光学模型以及光场量子态的概念，并简单介绍几种常见光场量子态的定义。第2 章介绍非经典光场的制备原理，包括利用光学参量过程和四波混频过程产生非经典光场的原理分析。第3∼6 章分别讨论压缩态光场、两组分纠缠态光场、多组分纠缠态光场以及连续变量偏振系统的设计和相关非经典光场的制备方法，重点介绍这些非经典光场产生和探测系统的设计及相关的实验程序。第7 章介绍非经典光场在量子信息中的一些重要应用实例，其中包括利用纠缠态光场的非定域纠缠证明、量子隐形传态、量子纠缠交换、量子密集编码和量子秘密共享等量子通信方案，以及基于压缩态光场的类量子非破坏测量与量子干涉仪测量。
感谢科技部、国家自然科学基金、山西省相关部门等的长期大力支持。
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