在这一课中，您将学习如何使用光的多模准经典态来描述具有多个分量的真实经典光。您将看到准经典波包在分束器上的行为演示，量子光学 1 中使用这一特性来显示经典波包和单光子波包之间的巨大差异。您还将学习如何在量子光学中描述两个激光器之间的节拍观测。这本身就是一个有趣的课题，在激光发明后的岁月里引起了许多讨论，而在本课的讨论中，这个问题变得非常清晰。这也是 AMO 实验室常用的一种技术，称为外差探测，您将了解到它的趣味性和局限性。您还将了解到关于非相干与相干微模辐射的一些基本概念，以及经典统计平均与量子平均之间的异同。有了这些概念，您就能更好地理解下一课介绍的挤压光的特定量子特性。

在本课中，您将了解到光的非经典状态--挤压态，它允许人们 "击败标准量子极限"，即实现测量的不确定性小于被认为是终极极限的量子极限，而终极极限实际上适用于完全受控的经典光束，无论是激光束还是来自标准光源的光束。光的挤压态概念发现于 1980 年，当时人们希望利用巨型光学干涉仪成功探测引力波。将近 40 年后，光的挤压态被有效地用于这些巨型干涉仪，并有望大大增加这些干涉仪所探索的宇宙体积。这是一种基于多光子量子态的量子技术，没有任何经典等价物。

纠缠是一种量子力学特性，尽管爱因斯坦和玻尔曾就此进行过争论，但这种特性长期以来一直被忽视或低估。直到 20 世纪 60 年代中期，约翰-贝尔（John Bell）的发现才通过实验解决了这一争论，一些物理学家才意识到利用纠缠来处理和传输信息的新方法的可能性。在本课中，您将了解纠缠和贝尔不等式检验，以及一对光子在偏振中纠缠的情况，这是导致首次令人信服的实验的系统。 本课将讨论我们对量子世界的理解所产生的后果，并在下一课中介绍一些基于纠缠的量子技术。

第二次量子革命不仅是概念性的，因为人们认识到了纠缠的非凡特性，而且还将是技术性的，因为在认识到纠缠的潜力之前，人们根本无法想象它的应用。基于纠缠的量子密码学和迷人的量子远距传输概念是量子网络（即所谓的量子互联网）的基础量子技术，在本课中，您将详细了解它们的原理。为了建立一个长距离量子网络，我们需要良好的量子记忆，这是目前一个非常重要的挑战。在这一课中，你还将了解到量子模拟器的基本思想（细节较少），该思想由费曼于 1982 年提出，但直到最近几年才进入成熟期。在 2019 年，它不仅为阐明经典计算机难以解决的物理现象（如高临界温度超导）提供了一个迷人的视角，而且还为解决困难的实际优化问题提供了一个迷人的视角，这要归功于不需要完美的 NISQ（噪声中间量级量子）模拟器概念。