猫态

在量子力学中，猫态是以薛定谔的猫命名的，是一种由两种截然相反的条件同时构成的量子态，比如猫同时活着和死了的可能性。概括薛定谔的思想实验，任何其他两个宏观上不同状态的量子叠加也被称为猫态。

猫状态可以是一个或多个模式或粒子，因此它不一定是一个纠缠状态。这样的猫态已经以各种方式和各种尺度在实验中实现了。

具体来说，猫态可以指多个原子处于所有自旋向上和所有自旋向下的叠加状态的可能性，被称为格林伯格-霍恩-蔡林格态（GHZ态），它是高度纠缠的。2005年，由NIST的DavidWineland领导的团队实现了六个原子的这种状态。

在光学上，GHZ状态可以由几个不同的光子在所有垂直极化和所有水平极化的叠加中实现。这些已经在实验中实现，例如，四光子纠缠、五光子纠缠、六光子纠缠、八光子纠缠和五光子十比特猫状态。

这种自旋向上/向下的表述是由大卫-博姆提出的，他在1935年EPR悖论中提出的思想实验版本中，将自旋设想为一种可观测的东西。

在量子光学中，猫态被定义为单一光学模式的两个对立相干状态的量子叠加（例如，大正电场和大负电场的量子叠加）。是定义在数（Fock）基础上的相干状态。注意，如果我们把这两个状态加在一起，得到的猫状态只包含偶数福克状态项。

由于这一属性，上述猫状态通常被称为偶数猫状态。另外，我们可以将奇数猫的状态定义为其中只包含奇数福克状态。偶数和奇数相干态是由Dodonov、Malkin和Man’ko在1974年首次提出的。

相干态的一个简单例子是具有相反相位的相干态的线性叠加，此时每个状态的权重相同。α的值越大，两个宏观经典相干态之间的重叠度exp(-2α2)就越低，越接近理想的猫态。然而，产生具有大的平均光子数（=|α|2）的猫态是很困难的。产生近似猫态的一个典型方法是通过从挤压真空态中减去光子。