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期刊文章浏览系列之Physical Review Letters，搜集国人重点工作，聚焦PRL选手研究领域，供初入物理科研的老师同学了解前沿动态，找到自己科研的那道光。
栏目介绍
Physical Review Letters Vol. 132, Iss. 4
（如果需要上述全部文章链接，请在公众号里发送PRL132.4给我们）
量子光源-荆杰泰团队
本期的PRL选手是华东师范大学的荆杰泰，他2004年在山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室获得博士学位，导师是彭堃墀院士和谢常德教授；而后赴美国弗吉尼亚大学和马里兰大学从事博士后研究，2008年加入华东师范大学，现任华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室教授，博士生导师，是国家杰出青年科学基金获得者，上海市优秀学术带头人，东方学者，曙光学者以及浦江人才。他的研究方向是量子光学、原子分子物理的实验和理论研究，主要在量子光源（包括量子压缩态、量子纠缠态等非经典光场）产生及其在量子信息处理和量子精密测量中的应用方面做了一系列的研究工作。先后主持包括国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金委“精密测量物理”重大研究计划重点支持项目等科研项目，迄今为止在Nature Communications、Optica、PNAS、Nature Physics等国际重要学术期刊上发表了很多文章，其中包括在PRL上的16篇。
压缩光的振幅和位相空间表示（图片来自网络）
我们上网看视频或者开会的时候，可能会遇到一些网络比较卡的情况，此时音频断断续续，视频模模糊糊，通信质量被带宽限制住了，为了可以获得好一点的沟通效果，可以把带宽优先分配给音频，先听清楚话有基本的理解，这会进一步降低视频质量，但是反正也看不清楚，再模糊一点影响也不大。从一个粗糙的角度来看，这和量子光源“压缩态”的概念是类似的，由于海森堡测不准原理的限制，振幅和位相不能同时测清楚，那就先优先测清楚其中的一个分量。单模压缩态光场是指光场的一个正交分量噪声被压缩， 可以低于标准量子极限，由于海森堡测不准原理的限制，光场的另一个正交分量噪声则会高于量子标准极限。另一种重要的压缩态为双模压缩态，其两个光场模式正交分量之间存在纠缠，粗略的可以把纠缠等价于某种相互作用占用了部分展宽，因此两个光场的正交振幅分量之差与正交位相分量之和的噪声起伏可以做到均低于相应的标准量子极限。
压缩光可以用来减少光学高精度测量中光子计数噪声，自2019年4月以来，全球所有的引力波天文台都使用产生压缩光的激光器作为额外的光源。压缩光在空间上与干涉仪臂中传统的更强光束重叠，在光电二极管探测器上产生压缩光子统计，从而降低噪声，更清楚地探测由遥远黑洞、中子星等天体合并引起时空弯曲中的涟漪。
引力波天文台LIGO原理示意图（图片来自网络）
荆杰泰团队在量子光源的制备上有着深厚的技术积淀，其导师彭堃墀院士早在1992年就成功制备了单模压缩态，属国内首次，并于 1999 年成功制备了连续变量 EPR 纠缠态。而荆杰泰团队是从压缩光光源渐渐传向量子纠缠光源，先后实验制备了光学轨道角动量复用的连续变量双光束以及三光束量子纠缠、可重新配置的连续变量六光束量子纠缠、66光学模式量子网络、干涉诱导的量子关联增强、基于时间延迟量子干涉仪的超大规模量子纠缠；实验实现了高容量多通道全光量子隐形传态协议、多通道量子密集编码协议、多通道多光束纠缠自修复协议、高保真度全光确定性相干态量子克隆、多功能全光量子态转换机、全光量子纠缠交换协议、多自由度全光量子隐形传态协议以及光学轨道角动量复用的全光量子擦除纠错协议。归纳起来就是通过扩充容量、提升数量、优化噪声等手段，制备量子光源，并将其应用于量子信息体系，从而实现高容量、多节点、高保真量子信息协议。
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