Experimental Evidence for a Dynamical Non-Locality Induced Effect in Quantum Interference Using Weak Values
四十年前引入的模动量和动力学非定域性的量子理论概念最近被用来解释单粒子量子干涉现象。虽然与这种现象相关的模块动量的非局部交换不能直接观察到,但有人建议,这种交换引起的效应可以通过对预先和之后选择的粒子系综进行弱测量来实验测量。本文报道了这样一个光学实验,产生了测量的弱值,与理论预测的非本地交换模块动量引起的影响是一致的。
2010-10-15 quant-ph
Spectral characterization of weak coherent state sources based on two-photon interference
本文提出了一种基于双光子干涉的相干态相干函数的表征方法。将来自频率失配的微弱激光源的两个态输入到Hong-Ou-Mandel干涉仪中,用所提出的量子拍频理论模型拟合干涉图样。的拟合参数进行比较时,使用明亮的版本的源的经典光学拍频。结果表明两种技术之间的等效性。
2015-07-08 quant-ph
Weak measurement of photon polarization by back-action induced path interference
量子系统弱测量的本质特征是测量反作用降低到可以忽略的水平。因此,为了观察弱测量的非经典特征,避免额外的反作用误差比避免实际测量结果中的误差更重要。本文介绍了如何利用入射光的水平(H)和垂直(V)偏振分量之间的光程干涉实现对角偏振(PM)的光学微弱测量。然后可以通过将H和V极化朝向彼此旋转来控制测量强度。这种良好控制的操作有效地产生了反作用,而没有额外的退相干,而两个光束之间的干涉的可见性只限制了测量分辨率。正如实验结果所证实的,我们可以获得极高的弱值,即使在相当低的Vibration。因此,我们的方法提供了一个实现弱测量,是非常强大的实验缺陷。
2010-12-07 quant-ph
What meter interference can tell us about the statistics of weak measurements
Hiroshima University(广岛大学);Newcastle University(纽卡斯尔大学)
该研究通过分析弱测量中仪表系统的量子动力学,建立了后选择概率与仪表读数统计中量子干涉的普适关系,揭示了计干扰的统计模式可用于排除弱值实验观测中的统计假象。
2026-08-07 quant-ph
Weak Values are Interference Phenomena
弱值在实验上作为最小地干扰初始量子态的弱(噪声)可观测测量的条件平均值出现,并且也作为即使在没有测量的情况下用于减少的量子态演化的动力学变量出现。这些平均值可能超过表面上被估计的可观察的特征值范围,这引起了关于其解释的相当大的争论。如果被测量的量在调节之前也受到干扰,则噪声信号的经典条件平均值仅显示出这种异常。这一事实最近被重新发现,同时人们还提出了异常弱值是否仅仅是经典扰动效应的问题。在这里,我们仔细回顾了弱值作为条件可观测估计和动力学变量的作用,并澄清了为什么经典扰动模型将不足以解释弱值,除非它们也可以模拟其他量子干涉现象。
2015-02-26 quant-ph
Non-classical interference between independent sources
当一个单光子态与一个(单独的)弱相干态在分束器处混合时,由于相消干涉,在每个分束器输出中检测到一个光子的概率接近于零。我们使用脉冲选通单光子和弱锁模激光脉冲来证明这种非经典干涉效应。
1997-02-18 quant-ph
Interference experiment, anomalous weak value and Leggett-Garg test of macrorealism
宏观实在论是一种经典的世界观,认为宏观物体的性质独立存在,与观察无关。在量子理论中检验这一观点的一个实际方法是在干涉实验中观察宏观物体的量子相干性。在量子理论中,检验宏观实在论概念的一个优雅而又在概念上吸引人的方法是通过破坏Leggett-Garg不等式。然而,一个结论性的Leggett-Garg测试取决于如何在实验中保证非侵入性的可测量性标准,并且迄今为止仍然是一个有争议的问题。在这项工作中,我们连接的实际和概念的方法来测试通过弱价值的宏观实在论。本文论证了在干涉实验中观察到量子效应时,存在反常弱值。进一步,我们证明了只要存在这样的弱值,就可以在任何干涉实验中得到Leggett-Garg不等式的违反。由于系统本身作为仪器在一个只有路径的干涉实验,人们不能挽救宏观现实主义放弃非侵入性的可测量性假设。我们对Leggett-Garg方案的假设条件进行了严格的讨论,并利用拟概率方法解释了我们的方案如何满足无创可测性条件。
2020-12-27 quant-ph
Experimental study of Hong-Ou-Mandel interference using independent phase randomized weak coherent states
宏欧曼德尔干涉仪在许多要求光子不变性的量子信息和量子光学应用中是有价值的工具。对于不可分辨的弱相干光子态,Hong-Ou-Mandel可见度的理论极限为0.5,但一些设备的缺陷可能会阻碍实验达到这个值。在这项工作中,我们研究了各种因素,包括(i)检测器侧的缺陷,由于后脉冲,(ii)在输入信号的偏振强度和状态的失配的干涉可见度的依赖性,以及(iii)输入信号的整体强度。我们模拟所有的缺陷,并表明理论建模与实验结果吻合良好。
2018-11-21 quant-ph
Limits on manipulating conditional photon statistics via interference of weak lasers
通过Hanbury-Brown-Twiss实验测量的光子反聚束是量子光的关键特征之一,并且与亚泊松光子数统计有关。近年来,有报道称,通过相互相干弱激光的二阶干涉和基于光子计数的预报,可以获得光子反聚束或条件亚泊松光子数统计。在这里,我们报告的限制操纵条件光子统计弱激光干涉的理论分析。结果表明,条件光子数统计可以成为超泊松在这样的计划。然而,我们明确地证明,它不能成为亚泊松,即,在这种方案中不能获得光子反聚束。我们指出,不正确的结果可以得到,如果一个不适当的帐户似乎可以忽略的高阶光子数的相干态的扩展。
2017-03-23 quant-ph
Interferences in quantum eraser reveal geometric phases in modular and weak values
在这封信中,我们提出了一个新的程序,以确定完全的复杂的模块值的任意可观的预和后选择的合奏,实验工作的所有测量强度和所有后选择的状态。这个过程使我们能够讨论涉及量子比特计的干涉实验中的模和弱值的物理。通过同时控制量子擦除器干涉实验中的可见度和相位,我们可以在一个步骤中确定任何测量强度的模值的模和幅角。模和弱值密切相关。使用纠缠量子比特的探测和米系统,我们表明,相位的模和弱值有一个拓扑起源。该阶段完全由探测系统的固有物理性质及其时间演化定义。因此,这个相位的物理意义可以用来评估弱值的量子性。
2016-02-25 quant-ph
Quantum interference experiments, modular variables and weak measurements
我们使用海森堡图像解决干涉问题,并通过使用预选择,后选择,弱测量和模块变量来突出一些新的方面,我们对单个粒子在远处狭缝打开或关闭时的不同行为提出了物理解释:不是有一个量子波通过所有的狭缝,我们有一个局域粒子与其他狭缝的非局域相互作用。我们引入Gedanken实验来测量这种非本地交换。虽然海森堡图像和薛定谔图像是量子力学的等价公式,但是,这里讨论的结果支持了一种新的方法,这种方法导致了新的见解、新的直觉、新的实验,甚至是旧观点所错过的新装置的可能性。
2009-10-22 quant-ph
Revisiting self-interference in Young double-slit experiments
量子叠加是量子力学的核心,狄拉克和费曼都提到过。在干涉系统中,单光子自干涉在过去的几十年里在量子和经典两个领域都得到了深入的研究。在玻恩定则检验中,索尔金参数表示输入光子进入干涉仪所允许的最大量子叠加数,其中多光子干涉条纹等效于激光的经典版本。在这里,一个衰减的激光在量子制度的Mach-Zehnder干涉仪中的自干涉进行了研究,并与其经典版本的结果进行了比较。由此产生的等效结果支持玻恩规则检验,其中经典干涉起源于单个单光子自干涉的叠加。这种理解揭示了二分系统之间量子特征的基本物理学。
2022-11-18 quant-ph
Generation of a CW anti-bunched photon field from a thin-film PPLN waveguide by two-photon interference with a weak coherent state
本文利用薄膜PPLN波导中片上双光子态与弱相干态的破坏性双光子干涉,产生反聚束光子场,实现100 kHz光子速率和g2值0.35,可用于高分辨率量子成像。
2025-08-13 quant-ph
Numerical simulation of interference experiments in a local hidden variables model
我们提出了一个理论模型,它允许跟踪所有的光子在干涉仪。该模型是实现在一个数值方案,我们模拟光子干涉测量的一个,两个,四个和八个狭缝。测量模拟的高强度制度,我们表明,我们的模拟描述所有的实验结果到目前为止。通过稍微修改的概念,我们也可以在低强度区域模拟干涉实验,这些实验最近已经用单分子进行了。最后,我们预测的偏振测量的结果,这允许检查模型的实验。
2001-11-24 quant-ph
Sample-efficient benchmarking of multi-photon interference on a boson sampler in the sparse regime
在噪声环境中验证量子优势是近期量子器件研究中的一个关键问题。在这项工作中,我们展示了如何评估质量的光子干涉的线性光量子器件(玻色子采样器)通过使用极大似然方法来测量各种噪声源的强度存在于实验中。这使我们能够使用一组稀疏的样本来测试给定的玻色子采样实验是否满足允许展示量子优势的噪声水平的已知上限。此外,这种方法使我们能够实时监测噪声的演变,从而创建一个有价值的诊断工具。最后,我们观察到实验化合物中的噪声源,这意味着互光子不变性的观测值,这是我们研究中的主要缺陷,是考虑到实验中所有误差源的有效值。
2020-08-20 quant-ph
Quantum random number generation enhanced by weak-coherent states interference
我们提出并证明了一种技术,量子随机数产生的基础上的随机人口的输出空间模式的分束器时,两个输入同时与不可区分的弱相干态。我们模拟和实验验证随机比特的产生概率作为每个输入的平均光子数的函数,并将其与通过分束器传输的单个弱相干态的传统方法进行比较,显示出高达32%的改进。随后的干扰现象降低了与比特0和1相关联的检测器之间的一致计数的概率,从而增加了有效输出的出现概率。一个长的比特串是由一个标准的随机性测试套件具有良好的信心。我们的建议可以很容易地实现,并打开有吸引力的性能增益没有显着的权衡。
2016-08-18 quant-ph
Two-photon interference of weak coherent laser pulses recalled from separate solid-state quantum memories
光的量子存储器允许光和物质之间量子态的可逆转移,是量子中继器、量子网络和线性光学量子计算发展的核心。近年来,量子信息技术取得了重大进展,包括从纯量子比特态和纠缠量子比特态的光子中忠实地传递量子信息。然而,这些演示都没有证实存储在量子存储器中和从量子存储器中调用的光子仍然适合于双光子干涉测量,例如C-NOT门和贝尔状态测量,这构成了所有上述量子信息处理应用的另一个关键成分。使用成对的弱激光脉冲,每个脉冲平均包含少于一个光子,我们证明了双光子干涉以及贝尔状态测量后,没有,一个,或两个脉冲已可逆地映射到单独的铥掺杂钛indiffused锂钛酸盐(Ti:Tm:LiNbO 3)波导。由于干涉总是接近理论最大值,我们得出结论,我们的固态量子存储器,除了忠实地映射量子信息,也保留了整个光子波函数。因此,我们证明,我们的记忆通常适用于先进的应用程序中的量子信息处理,需要双光子干涉。
2013-02-08 quant-ph
Analysis of the time-energy entanglement of down-converted photon pairs by correlated single photon interference
下转换光子对的时间-能量纠缠特别难以表征,因为光子到达时间的直接测量受到光子探测的时间分辨率的限制。在这里,我们探讨了另一种可能性的时间相干性的双光子波函数使用单光子干涉弱相干光的特征。具体地说,该方法利用下转换产生真空和双光子态的相干叠加的事实,使得与弱相干光干涉后的光子对的符合计数率由来自下转换的双光子波函数与由弱相干参考定义的乘积波函数的叠加给出。通过观察频率相关的干涉图案,可以在单光子干涉中使用的参考脉冲的带宽内重建双光子波函数的振幅和相位。因此,相关的单光子干涉提供了下转换过程中产生的纠缠双光子波函数的直接映射。
2012-10-01 quant-ph
Damped Quantum Interference using Stochastic Calculus
它示出了如何相位阻尼主方程,无论是在马尔可夫和nonMarkovian制度,可以得到作为一个平均的随机酉演化。这,除了提供了一个共同的数学设置为两个政权,使我们能够解决这个方程在一个简单的方式,只是通过解决薛定谔方程,并采取随机期望值的解决方案后,适当的修改。用线性熵作为品质因数(基本上是量子相干性的损失),提出了四种环境的区分。
2002-08-28 quant-ph
Landau-Zener-Stückelberg interference in a multimode electromechanical system in the quantum regime
量子力学中机械谐振器的研究不仅为大质量物体的量子力学的基本性质提供了深入的了解,而且为新型混合量子技术引入了有前途的平台。在这里,我们展示了一个超导量子比特和许多声学模式的量子制度之间的可配置的相互作用。具体来说,我们将展示如何连续的朗道-齐纳-施托克伯格(LZS)隧道型的过渡,这发生在一个系统是通过避免交叉耦合能级调谐时,在多模系统中的干扰。这项工作的进展实验LZS干涉覆盖的情况下,耦合的水平是那些量子比特与众多的机械振荡器在量子极限。这项工作开辟了通过参数调制控制多个声学模式的应用。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous Weak Pointer Shifts as Postselected Interference among Coarse-Grained Histories
University of North Dakota(北达科他大学);Bar-Ilan University(巴伊兰大学);Chapman University(查普曼大学)
本研究用相空间路径积分语言重新表述反常弱指针偏移效应,证明其源于有限粗粒化历史间的后选择相干干涉,并探讨了该图景对守恒律问题的意义。
2026-08-18 quant-ph
Interference-enhanced optical force detection of weak light fields using a levitated nanoparticle
本研究提出一种基于干涉的方法,通过让弱光场与光镊的强捕获光束干涉来放大弱场对纳米粒子的光力,在适度真空下实现皮瓦级灵敏度的非破坏性光场检测,并有望用于单光子水平的光机械相互作用探索。
2025-07-17 physics.optics quant-ph
Purifying photon indistinguishability through quantum interference
本文实验证明利用辅助光子量子干涉和预告探测可将部分可区分的单光子纯化至接近单位不可区分性,并在低噪声和高噪声区域分别实现2.774(3)%和10.2(5)%的不可区分性提升。
2025-07-17 quant-ph
Two-photon interferences of weak coherent lights
多光子干涉是现代量子力学和实验量子光学中的一个重要现象,是量子信息科学和技术发展的基础。在过去的三十年里,已经进行了一些理论和实验研究,以了解这种干扰的基本原理,并探索潜在的应用。近年来,相位随机化弱相干态的双光子干涉(TPI)在利用经典光源实现长距离量子通信中发挥了关键作用。在这种情况下,我们研究了TPI实验与弱相干脉冲在单光子水平和定量分析的结果方面的单和符合计数率和单,双光子干涉条纹形状。实验研究了相位随机弱相干脉冲的Hong-Ou-Mandel型TPI,并与关联光子的TPI效应进行了比较。进一步的实验还进行了时间和空间分离的弱相干脉冲。虽然所观察到的干涉结果,包括可见度和条纹形状的结果,可以适当地解释经典的强度相关性,TPI效应的物理基础需要解释为在所利用的干涉仪内的单光子水平的双光子状态之间的干涉。该研究结果可以为在单光子水平上对相干光的TPI提供更全面的理解。
2021-10-19 physics.optics quant-ph
Quantum Interference Amplifies Weak Chirality into Giant Quantum Nonreciprocity
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Guangdong University of Technology(广东工业大学物理与光电工程学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Sensing Physics and System Integration Applications, Guangdong University of Technology(广东工业大学感知物理与系统集成应用广东省重点实验室)
本文提出通过相位控制的量子干涉放大弱手性,实现巨大量子非互易性,并展示了在光子统计中的强方向性不对称。
2026-05-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Time-resolved two-photon interference of weak coherent pulses
HOM型双光子干涉在光子量子技术的发展中起着重要的作用。时间分辨符合探测技术已被有效地用于识别和表征长相干光场的TPI现象。在这里,我们报告的时间分辨符合检测的两个相位随机弱相干脉冲的TPI的实验演示。两个弱相干光之间的互相干时间通过对两个干涉光之一施加频率噪声来确定。我们根据相干时间与脉冲宽度的比值分析了HOM型TPI条纹的可见度。
2021-06-04 physics.optics quant-ph
Weak-Light, Zero to -πLossless Kerr-Phase Gate in Quantum-well System via Tunneling Interference Effect
我们研究了基于隧道干涉效应的半导体量子阱结构中的克尔相位门。结果表明,存在一个特定的信号场失谐量,在此失谐量下,随着隧穿干涉的增加,探测场的吸收/放大将被消除。同时,探测场将在介质的出口处获得-π相移。我们用数值模拟证明了在介质出口处探测场可以实现180^ \circ相位旋转,这将在信息科学和通信中产生广泛的应用.
2015-04-29 physics.optics quant-ph
Measurement of sub-pulse-width temporal delays via spectral interference induced by weak value amplification
我们在实验上演示了一个方案来测量小的时间延迟,远小于脉冲宽度,光脉冲之间。具体而言,我们观察到的干涉效应,量子弱测量和弱值放大的概念的基础上,通过该子脉冲宽度的时间延迟之间的两个飞秒脉冲引起的脉冲的中心频率的可测量的移位。频移量以及伴随的测量损失可以通过后选择不同的极化状态来定制。我们的方案只需要光谱测量和线性光学元件,因此大大方便了它的实现。因此,它似乎是一个很有前途的技术,用于测量小而快速变化的时间延迟。
2013-12-16 physics.optics quant-ph
Interference in $ω-2ω$ atomic ionization within the strong-field approximation: Beyond the perturbative regime
本文分析了基频$ω$及其二次谐波$2ω$双色激光诱导原子电离的干涉过程。相互之间的相互作用和内干涉过程引起多光子峰,其可以被命名为主峰或ATI峰和边带,类似于众所周知的RABBIT(通过双光子跃迁的干涉重建阿秒谐波拍频)。我们使用鞍点近似(SPA)提取的复杂的电离时间的干扰电子轨迹。改变两种颜色之间的相对相位,可以控制发射电子的双微分动量分布。我们研究了强场近似(SFA),但超出微扰制度的$ω$和$% 2ω$字段之间的相对相位的函数的电子发射的依赖性。我们专注于提取的相位延迟占电子的前向发射的极化电场的方向。我们的特征在于在可见光频率的泵和它的第一谐波作为探针的电子发射的时间延迟[钛:蓝宝石激光器($800$ nm)与第一谐波($400$ nm)]为一个典型的$ω-2ω$配置氩电离。我们发现我们的SPA结果和相应的SFA(没有任何进一步的近似),也与以前的微扰理论之间的良好协议。
2021-09-10 physics.atom-ph quant-ph
A Note Concerning von Neumann Projector Measurement Pointer States, Weak Values, and Interference
众所周知,指针状态|Φ>是由对处于预选态的量子系统系综进行的投影算符A的冯·诺依曼测量产生的|取决于A|我的意思是。这里显示指针状态|从对也是后选择的系综执行的这样的测量获得的α取决于A -的弱值,而不管测量相互作用强度。研究还发现,虽然空间分布|A>表现出干扰,A的幂等性禁止干扰|Φ>。这是根据welcher Weg信息解释的。
2012-08-05 math-ph math.MP quant-ph
Maximizing Post-selected Quantum Correlations from Classical Interference in a Multi-core Fiber Beamsplitter
四阶干涉是光子量子技术的信息处理基础。当与后选择结合使用时,它形成了光子控制逻辑门、纠缠测量的基础,并可用于产生量子相关。本文以经典弱相干态为输入,研究了新型多芯光纤$4 \times 4$多端口分束器中的四阶干涉。利用两个相互不相干的弱激光脉冲作为输入,我们观察到了来自不同芯的光子之间的高质量的四阶干涉,以及双光子波包的自干涉。此外,我们还证明了通过控制两个输入弱相干态的强度比,可以使以量子不和谐形式存在的量子关联最大化。这应该允许在未来的电信网络中利用量子相关性。
2021-01-11 physics.optics quant-ph
Resonant Regeneration in the Sub-Quantum Regime -- A demonstration of fractional quantum interference
光透过墙壁实验(在光学和微波领域)是一个强大的工具,可以用来寻找与光子耦合非常弱的光粒子,如轴子或额外的隐藏扇区光子。共振再生是利用共振腔提高光子再生率的一种新技术,是提高下一代实验灵敏度的最有前途的技术之一。然而,有人怀疑这种方法是否能在非常低的再生率下工作,即平均空腔包含少于一个光子。在这篇文章中,我们报告了一个演示实验,使用极低功率驱动的微波腔,以表明谐振放大工作也在这一制度。根据标准的量子力学,这是一个证明,干涉也工作在小于一个量子的水平。作为一个额外的好处,这个实验表明,腔内的热光子不会造成不利影响。
2011-01-21 hep-ex hep-ph physics.optics
Quantum Interference Controls the Electron Spin Dynamics in n-GaAs
量子干涉效应在宏观物体中的表现是罕见的。弱定域化是这种效应在电子输运通过固态时出现的少数例子之一。在这里,我们表明,弱本地化变得突出,也在光学光谱通过检测的电子自旋动力学。特别是,我们发现,弱本地化控制在低温和弱磁场下的半导体中的自由电子自旋弛豫,通过减慢它的几乎两个因素在$n$掺杂GaAs的金属相。弱局域化效应对自旋弛豫的影响被约1 T的中等磁场抑制,这破坏了电子轨迹的干扰,并通过提高温度。弱的局域化抑制导致纵向电子自旋弛豫时间$T_1$随磁场的异常减小,与众所周知的磁场诱导的$T_1$的增加形成鲜明对比。这与显示电阻率随磁场的相同变化的传输测量是一致的。我们的发现为探索自旋动力学中的量子磁输运效应开辟了广阔的天地。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
2D quantum-path interference in high-harmonic generation driven by highly-bichromatic fields
Université Claude Bernard Lyon 1(里昂第一大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Institut Lumière Matière (ILM)(光物质研究所)
研究通过高强度双色场驱动的高次谐波生成观察到二维量子路径干涉,揭示了奇偶阶谐波的单模和双模调制特性,展示了动态对称性对极化场的影响。
2026-04-20 physics.optics quant-ph
The Role of Interactions in an Electronic Fabry-Perot Interferometer Operating in the Quantum Hall Effect Regime
边缘通道干涉有望成为研究量子霍尔效应(QHE)中带电准粒子统计的重要工具[A. Stern(2008),Ann.Phys.1:204; C. Chamon等人(1997),Phys.Rev.B,55:2331]。本文详细研究了一种工作在QHE区的电子法布里-珀罗干涉仪(FPI)[C。Chamon等人(1997),Phys.Rev.B,55:2331],其中干扰准粒子的相位由Aharonov-Bohm(AB)效应控制。我们的主要发现是,电子之间的库仑相互作用占主导地位的干扰,即使在一个相对较大的面积FPI,导致强烈的依赖于由磁场上的干扰环所包围的区域。特别是,对于复合边缘结构,与几个独立的边缘通道沿边缘传播,干扰的最外边缘通道(属于最低的朗道水平)是不敏感的磁场,这表明一个恒定的封闭通量。然而,当任何内边缘通道干扰时,当磁场增加时,封闭的通量减小。通过有意地改变具有偏置金属栅极的封闭区域并观察干涉图案的周期性,发现电荷e(对于整数填充因子)和e/3(对于分数填充因子)从FPI排出。此外,这些观测也提供了一种新的方法来检测干扰准粒子的电荷。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dual-recycled interference-based weak value metrology
本文提出基于干涉式弱值偏转测量的双回收模型,通过在干涉仪亮端口和暗端口分别放置功率回收镜和信号回收镜形成复合谐振腔,在更广泛参数范围内显著提升功率和信噪比,放宽了系统配置约束并揭示弱测量的真实优势。
2023-09-19 physics.optics quant-ph
Momentum-resolved two photon interference of weak coherent states
Agenzia Spaziale Italiana - Matera Space Center(意大利航天局马泰拉太空中心)
本研究通过动量分辨双光子干涉技术实现高精度位置测量,突破传统干涉限制,应用于高分辨率成像及量子信息处理。
2025-12-12 physics.optics quant-ph