بهبود رفتار غیرکلاسیکی حالت‌های عددی جابه‌جاشده به‌کمک تقویت خطّی بدون نوفه

در این مقاله، رده جدیدی از حالت‌های غیرکلاسیکی تابشی معرّفی می‌شود. بدین منظور، پس از تبیین کاربردهای حالت‌های عددی جابه‌جاشده و بیان اهمّیت تقویت سیگنال بدون نوفه، حالت‌های عددی جابه‌جاشده تقویت‌شده معرّفی می‌شوند. سپس با بررسی برخی از مهم‌ترین معیارهای غیرکلاسیکی مانند پارامتر مندل، تابع هم‌بستگی مرتبه دوّم، تابع مشخّصه فوگل، و تابع توزیع ویگنر، غیرکلاسیکی‌بودن حالت‌های کوانتومی معرّفی‌شده مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در هر مورد، نقش تعداد فوتون‌های حالت‌های عددی و ضریب بهره در مقادیر کمّیت‌های فیزیکی یادشده بررسی می‌شود. نتایج عددی مقادیر قابل توجّهی از آمار زیرپواسونی میدان و رفتار پادگروهی فوتون‌ها را نشان می‌دهد. پس از آن، به عنوان شرط لازم و کافی برای غیرکلاسیکی‌بودن یک حالت کوانتومی، رفتار تابع مشخّصه فوگل مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. خواهیم دید که تابع فوگل برای حالت‌های کوانتومی مورد نظر فراتر از مقدار تابع مشخّصه حالت پایه می‌رود که این امر به منزله غیرکلاسیکی‌بودن حالت‌های معرّفی‌شده است. علاوه بر این، منفی‌بودن تابع توزیع ویگنر-ویل، به عنوان نمود دیگری از غیرکلاسیکی‌بودن حالت‌های مورد مطالعه، نیز مشاهده می‌شود. در نتیجه، ویژگی‌های ذکرشده حاکی از آن است که حالت‌های عددی جابه‌جاشده تقویت‌شده را می توان کاندیدای مناسبی برای یک نور غیرکلاسیکی قلمداد کرد.

enhancement of nonclassicality of displaced number states by noiseless linear amplification

this paper introduces a new category of nonclassical radiation states. to achieve this, it first clarifies the applications of displaced number states andunderscores the importance of noiseless signal amplification. subsequently, amplified displaced number states are introduced. the study then examines some of the most crucial nonclassical criteria, including mandel's parameter, the second-order correlation function, vogel's characteristic function, and the wigner distribution function, to assess the nonclassical nature of these quantum states. in each case, the roles of the gain factor and the number of photons in the number states are discussed in relation to the aforementioned physical quantities. numerical results reveal significant sub-poissonian statistics of the field and photon antibunching. furthermore, the behavior of vogel's characteristic function is analyzed as the necessary and sufficient condition for the nonclassicality of a quantum state. it is observed that the vogel function for the quantum states of interestsurpasses the value of the characteristic function of the ground state, indicating the nonclassicality of the introduced states. additionally, the negativity of the wigner-weyl distribution function, as anothermanifestation of the nonclassical nature of the studied states, is also observed. consequently, the presented evidence suggests that the amplified displaced number states can be considered promising candidates fornonclassical light.