Two-color ghost interference with photon pairs generated in hot atoms
本文报道了双光子鬼干涉实验的观测结果。我们的实验的一个显著特点是光子是通过热原子系综中的非简并自发四波混频过程产生的，因此光子具有窄带宽。此外，一对光子中的两个光子之间的频率存在很大差异。我们的工作对于实现更安全、大传输容量的远距离量子通信具有重要意义。
2015-12-11 quant-ph
Interference in quantum field theory: detecting ghosts with phases
讨论了量子场论中干涉定域性原理的含义。作为一个例子，我们考虑两个电荷通过介导量子场的相互作用和由此产生的干涉图样，在洛伦兹规范。使用海森堡图片，我们建议，检测相对相位或纠缠在干涉实验中的两个电荷之间是等同于访问经验的规范自由度与所谓的鬼（标量）模式的领域在洛伦兹规范。这些结果意味着鬼模是可测量的，因此与物理相关，与通常认为的相反。他们还提出了关于定域性原理和规范不变性原理之间关系的有趣问题。我们的分析也适用于谐波规范中的线性化量子引力，因此对最近提出的基于纠缠的引力非经典性的证据有影响。
2022-07-22 quant-ph
The Physics of Ghost Imaging
量子力学最令人惊讶的结果之一是在远距离粒子探测器的联合探测中可观察到的非局域多粒子干涉。鬼影成像就是这样的现象之一。自1995年以来，已经实验证明了两种类型的鬼成像。第一类重影成像使用纠缠光子对作为光源。非局部点到点成像相关性是大量双光子振幅之间的建设性-破坏性叠加的结果，这是一个非经典实体，对应于在遥远的光电探测器之间产生联合探测事件的不同但无法区分的替代方式。第二类鬼成像使用混沌热光。第二类成像相关性是成对双光子振幅之间干涉的结果，对应于两个不同但不可区分的替代方式，通过两个独立的光子触发联合探测事件。关于鬼成像的大量混淆来自于“鬼影”。与X射线摄影类似，鬼影可以通过同向旋转激光束或经典相关的“散斑”的“阻挡-部分阻挡-解除阻挡”来实现。“鬼影”的确是一个经典现象。然而，鬼成像的物理原理是根本不同的。本文旨在探讨鬼像成像的非局域双光子干涉性质。
2009-09-29 quant-ph
Ghost imaging with engineered quantum states by Hong-Ou-Mandel interference
传统的鬼成像实验利用光的相关状态之间的位置相关性。这些相关性直接发生在自发参量下转换（SPDC）中，并且在这种情况下，用于鬼像成像的双光子状态是对称的。在这里，我们使用反对称态进行鬼成像，通过Hong-Ou-Mandel干涉工程双光子态对称性。我们使用对称和反对称的状态，并显示鬼成像设置配置的结果，在对象图像旋转取决于所选择的状态。此外，物体和成像臂采用空间光调制器进行投影的全数字控制，能够动态地改变测量技术和所研究状态的空间特性。最后，我们提供了一个详细的理论，解释了报告的意见。
2019-07-24 physics.optics quant-ph
Identifying entanglement using quantum "ghost" interference and imaging
我们报道了一个量子干涉和成像实验，定量地证明了Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）型纠缠双光子态具有比任何经典关联都强的动量-动量关联和位置-位置关联.测量结果表明，纠缠双光子的动量和和位置差的不确定度满足EPR不等式D（k1+k2）<min（D（k1），D（k2））和D（x1-x2）<min（D（x1），D（x2））.这两个不等式合在一起表示一个非经典性条件。我们的测量提供了一个直接的方法来区分量子纠缠和经典关联在连续变量的双光子/双光子系统。
2004-01-21 quant-ph
Fermionic ghost imaging
基于费曼路径积分理论中的两粒子干涉，计算了热费米子的鬼像。发现热费米子的鬼像可以用热玻色子和经典粒子的鬼像来模拟。利用赝热光中的光子对费米子鬼像进行了实验研究。基于物面和像面之间的点到点（点）关联，讨论了热玻色子和费米子的鬼成像。所采用的方法提供了一个有效的指导未来鬼成像与真正的热费米子，这也可以推广到研究其他二阶干涉现象与费米子。
2016-10-17 physics.optics quant-ph
A Nonlocal Wave-Particle Duality
我们提出并分析了一个修改后的鬼干涉实验，并表明，揭示粒子通过双缝的粒子性质隐藏了空间分离的粒子，它是纠缠的波的性质。我们推导出一个非局部的对偶关系，${\mathcal D}_1^2 + {\mathcal V}_2^2 \le 1$，它连接一个粒子的路径可分辨性的干涉可见性。它将玻尔的互补原理推广到了非定域情形。我们还提出了一个鬼量子擦除器，其中，擦除一个粒子的哪条路径信息带回了另一个粒子的干涉条纹。
2016-04-21 quant-ph
Two-photon interference with true thermal light
自上个世纪以来，纠缠光场的双光子干涉和“鬼”像因其非局域性和亚波长效应等新特性而引起了人们的广泛关注。最近，人们发现赝热光可以模拟纠缠光的某些效应。我们在这里报告的第一个观察到的双光子干涉与真正的热光。
2005-10-24 quant-ph
Two-photon interference imaging
本文提出了基于热光源双光子干涉机理的双光子干涉成像方法。理论和实验结果表明，双光子干涉成像的成像质量和成像速度与经典光学成像相当，远优于传统量子成像（鬼像）。此外，双光子干涉成像可以有效地克服大气湍流等恶劣光学环境的影响。其物理本质是双光子干涉机制对大气湍流的抑制作用。
2020-04-22 quant-ph
Quantum Mirrors and Crossing Symmetry as Heart of Ghost Imaging
本文证明了非线性介质中的交叉对称光子反应是理解鬼像之谜的关键。因此，在鬼像实验中观察到的平面量子镜（QM）和球面量子镜的定律是作为能量-动量守恒定律的自然结果而得到的。因此，鬼像定律只依赖于能量动量守恒，而不依赖于光子纠缠。讨论了这些结果对其它光鬼像的推广。提出了一些对[SPDC-DFG]-量子镜进行决定性检验的基本实验。
2009-04-27 quant-ph
Ghosts versus Unstable Particles in Quantum Field Theory
Departamento de Física de Partículas, Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学加利西亚高能物理研究所粒子物理系）
通过对比鬼场与不稳定粒子在量子场论中的行为，揭示鬼场在多粒子阈值以上的物理本质，指出其渐近无粒子解释，但共振峰更窄且正负能量峰干涉更弱。
2026-10-28 gr-qc hep-ph hep-th
Quantum Crossing Symmetry as Heart of Ghost Imaging
本文指出，非线性介质中的交叉对称光子反应是理解鬼像之谜的关键。然后，一个直观的机制来描述鬼成像的量子镜（QM）。此外，我们证明了鬼成像定律只依赖于能量动量守恒，而不依赖于光子纠缠。
2008-11-28 physics.optics quant-ph
Einstein-Podolsky-Rosen Entanglement of Narrowband Photons from Cold Atoms
爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）纠缠于1935年提出，研究两个粒子在它们的位置和动量上纠缠。本文报道了冷原子产生的窄带光子对的EPR位置-动量纠缠的首次实验验证。利用双光子量子鬼成像和鬼干涉，我们明确地证明了窄带光子对违反了可分离性准则，证实了EPR纠缠。我们进一步证明了连续变量EPR转向的位置和动量的两个光子。我们的新EPR纠缠窄带光子源有望在空间复用量子信息处理中发挥重要作用，如量子相关图像的存储，涉及超纠缠光子的量子接口等。
2016-07-17 quant-ph
Understanding destruction of nth-order quantum coherence in terms of multi-path interference
由环境相互作用引起的“which-way”实验中干涉条纹破坏的经典例子，可以看作是Glauber多年前定义的一阶相干性的破坏（Glauber）。然而，环境的影响也可以破坏量子系统中的$n$第n阶量子相干性，其中该高阶相干性被捕获。我们将这种现象称为$n$ %第阶退相干。在本文中，我们表明，正如一阶相干性可以理解为两个不同的路径的振幅的干涉，高阶相干性可以理解为多个振幅对应于多个路径的干涉。为了说明这一点，我们引入了$n$第阶“多粒子波振幅”的概念。结果表明，对于封闭系统，$n$阶关联函数可以表示为某个“多粒子波振幅”的平方范数，对于开放系统，可以表示为这些平方范数之和。作为一个具体的例子，我们还研究了环境如何通过消除各种多路径之间的干扰来破坏二阶相干性。
2002-03-18 quant-ph
Two-photon super bunching of thermal light via multiple two-photon-path interference
提出了一种通过多路双光子干涉实现热光双光子超聚束的新方案，该方案通过在传统的双光子HBT干涉仪中插入一个改进的迈克耳孙干涉仪，引入两个相互一阶非相干的光通道，理论上聚束峰背比可达3.在实验上，超聚束峰背景比被测量为2.4，远大于在传统的HBT干涉仪中用相同的热源测量的比率1.7。在传统的双光子HBT干涉仪中插入相互一阶非相干的$n$对，可以将热光双光子超聚束的峰底比提高到$2\times1.5^n$。热光的双光子超聚束效应对提高经典鬼像的可见度具有重要意义。
2011-08-18 physics.optics quant-ph
Quantum trajectories, interference, and state localisation in dephasing assisted quantum transport
当系统中的能量波动足以抑制相干振幅的建立时，发生激发的退相量子输运。虽然这已经在许多不同的系统中进行了广泛的研究，但缺乏对通过现场和耦合诱导的退相过程的量子辅助传输的统一和全面的理解。本工作的目的是提出一个简单的和统一的理解，这两个关键的失相过程中的失相辅助运输的作用。我们的工作明确地将连续退相与经典和量子跃迁联系起来。我们提出了一个自然的量子轨迹解释不同的耦合和退相项如何改变激发的扩散速率，以及这是如何影响的安德森本地化本征态的发病。我们的研究结果为理解分子半导体、人工晶格和激子固体的量子特性提供了新的思路。
2021-11-04 quant-ph
Understanding Modified Two-Slit Experiments using Path Markers
本文通过引入光子正交偏振态作为路径标记，理论分析修改的双缝实验，证明到达特定探测器的干涉光子始终来自双缝，从而用可测试的量子关联澄清了波粒二象性悖论。
2023-03-09 quant-ph
Two-photon interference with thermal light
纠缠态的研究极大地提高了人们对双光子干涉的基本认识。双光子干涉不是两个光子的干涉，而是不可分辨的双光子振幅叠加的结果。然而，双光子振幅的概念通常仅限于纠缠光子的情况。在这封信中，我们报告的实验研究，可能会扩展这一概念的一般情况下，独立的光子。该实验还显示了有趣的实际应用的可能性，获得高分辨率的干涉图案与热源。
2004-11-08 quant-ph
Understanding quantum effects from classical principles
粒子的动力学是由经典原理公式化的，这些经典原理被不确定原理修正。从这些原理出发，讨论了两种最著名的量子效应：干涉和隧穿。结果表明，完全相同的量子结果得到只解决经典的运动方程。在干涉的背景下，Aharonov-Bohm效应被解决为磁力对粒子的局部作用。以隧穿为例，说明了不确定原理是如何修正传统经典力学的：它允许粒子的动量发生变化，而力不是引起动量变化的原因。
2000-10-26 quant-ph
Quantum Theory of Two-Photon Wavepacket Interference in a Beam Splitter
本文研究了双光子波包在分束器中干涉的一般理论。该理论在薛定谔图像中进行，以便明确地呈现双光子干涉的量子性质。我们发现双光子波包的概率-振幅谱的拓扑对称性决定了双光子干涉的方式，这种方式是根据在没有干涉的情况下符合概率的增加和减少来区分的。而双光子纠缠可以通过干涉的方式来观察。我们证明了理想双光子干涉的充分必要条件。对于具有反对称光谱的双光子纠缠态，它通过一个50/50分束器，具有完美的透明性。该理论有助于对各种双光子干涉效应的统一认识。
2003-11-04 quant-ph
Young's double-slit interference with two-color biphotons
在经典光学中，杨氏双缝实验中的彩色相干光产生了每个光频率的单独干涉条纹，指的是单光子干涉。然而，双光子双缝干涉仅被广泛研究用于波长简并的双光子，称为亚波长量子光刻。本文报道了双色双光子的双缝干涉实验。与简并情况不同，实验结果依赖于测量方法。从一个双轴重合测量图样中，我们可以提取出关于两种颜色的完整干涉信息。该概念模型提供了同相和异相光子关联的直观图像，并对两个色光子的哪条路径信息提供了完整的量子理解。
2017-09-08 quant-ph
A trajectory-based understanding of quantum interference
干涉是量子系统最基本的特征之一。在这里，我们提供了一个详尽的分析与波包叠加从标准的量子力学的角度和玻姆的干涉动力学。从这种分析中，获得了这种过程中所涉及的物理学的清晰和有见地的图片，这些图片具有普遍的有效性（即，不管所考虑的波包的类型）在理解干扰是关键的更复杂情况（例如，散射问题，狭缝衍射，量子控制方案，甚至多体相互作用）。特别是，我们如何涉及波包干扰的问题可以映射到问题的波包散射势垒。
2008-10-01 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Photon number conservation and photon interference
群论方面的无源无损光学四端口（分束器）的描述重新审视。它示出通过一个例子，这种方法可以是有用的，在理解干涉方案中，低数量的光子干涉。将该方法推广到无源无耗光学六端口器件，并给出了它们的SU（3）理论。
2002-11-09 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
Video recording true single-photon double-slit interference
如通常使用的，没有商业上可获得的相机具有足够低的暗噪声以在逐光子水平直接产生双缝干涉的视频记录，因为读出噪声显著地污染或干扰信号。在这项工作中，噪声水平显着降低打开相机只有当光子的存在已经预示着到达，在一个独立的检测器，通过参数下转换产生的时间相关的光子。这种触发方案提供了单光子杨氏双缝实验的直接视频成像所需的改进，允许这个基础演示的澄清版本。此外，我们介绍了这个实验的变化，旨在促进讨论的作用空间相干性在这样的测量。我们还强调了单光子测量的互补方面，其中成像产生（横向）位置信息，而衍射产生的横向动量，并强调了下转换光子之间的横向位置和动量相关性的作用，包括“鬼”成像和衍射的例子。这些视频可以在http://sun.iwu.edu/~gspaldin/SinglePhotonVideos.html在线访问。
2016-03-15 physics.ed-ph physics.optics quant-ph
Two-photon interference of temporally separated photons
我们目前的实验演示的双光子干涉涉及时间上分离的光子在两种类型的干涉仪：马赫-曾德尔干涉仪和基于偏振的迈克耳孙干涉仪。通过在两个输入光子之间引入大的时间延迟，在两个干涉仪臂内的对称叠加状态中概率地制备双光子状态;该状态由两个时间上分离的光子组成，它们处于两个不同或相同的空间模式。然后，我们观察到的双光子干涉条纹同时涉及Hong-Ou-Mandel干涉效应和路径纠缠的双光子态的干涉在一个单一的干涉设置。观察到的双光子干涉条纹提供了单光子和双光子波包的干涉特性的同时观察。观测还可以促进对干涉现象的起源的更全面的理解，所述干涉现象是由干涉仪臂内的两个时间上分离的光子组成的空间聚束/反聚束双光子状态引起的。
2016-10-11 quant-ph
A Dough-Like Model for Understanding Double-Slit Phenomena
National Tsing Hua University（国立清华大学）
本文提出基于深度学习的双缝衍射替代模型DSM，通过类比面团的可伸缩性，解释量子叠加与测量坍缩现象，统一干涉、纠缠和隧道效应。
2025-12-25 quant-ph
Understanding quantum interference in General Nonlocality
本文试图在广义非定域性理论框架下，通过研究物质波的自（互）作用，对费米子的量子双缝干涉给出一个新的认识[J. Math. Phys. 49，033513（2008）].从GN的度量出发，我们导出了一个特殊的形式主义来解释自作用为微扰时的干涉反差。从理论上分析了干涉图样的特征，并与实验结果定性一致。作为例子，我们应用的形式化的情况下，分别由薛定谔电流和狄拉克电流，这两个都是相关的拓扑。这两种情况之间的差距对应于费米子磁矩，这是可能的测试在不久的将来。此外，一般的干扰形式主义的微扰和非微扰的自我行动。通过分析一般的形式主义，我们预测，在非微扰极限没有干扰。通过与薛定谔电流的特殊形式的比较，得到了极限下自作用的耦合强度为$\infty$。在微扰情况下，自作用的干涉与量子理论的标准方法的干涉相同。然后定量比较相应的系数，得出这种情况下自作用的耦合强度落在$[0,1]$区间内。
2011-03-31 math-ph math.MP quant-ph
Observation of genuine three-photon interference
多粒子量子干涉对于我们理解和利用量子信息，以及对量子力学的基础检验都是至关重要的。Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态是多体关联的一个显著例子。在GHZ态中，三个粒子之间存在关联，但没有发现两两关联，自1990年以来，人们一直在理论上研究这些强关联在干涉仪中的表现，但还没有实验上实现三光子GHZ干涉仪。在这里，我们展示了三光子干涉，而不是源于双光子或单光子干涉。利用能量-时间纠缠光子三重态，在广义Franson干涉仪中观测到三光子符合随相位的变化，其可见度为90.5 \pm 5.0%。这些强相关性在干涉设置的演示提供了新的途径，多光子干涉，量子力学的基本测试和量子信息应用在更高的维度。
2017-04-20 quant-ph
Experimental observation of three-photon superbunching in linear optical system
用最近提出的超聚束赝热光实验观察到了三光子超聚束。据我们所知，这是首次在线性光学系统中观察到三光子超聚束现象。从量子光学的观点，三光子超聚束被解释为三光子相长-相消干涉的结果。在超聚束赝热光中观察三光子超聚束的关键是，触发三光子符合计数的所有不同方式原则上是不可区分的，这是通过在每个旋转毛玻璃前放置针孔以确保所有通过的光子都在一个相干区域内来实验保证的。观察到的三光子超聚束现象有助于提高鬼像的可见度和理解光的三阶干涉物理。
2018-09-10 physics.optics quant-ph
Understanding interference experiments with polarized light through photon trajectories
玻姆力学允许可视化和理解大质量粒子在轨道方面的量子力学行为。正如比亚林尼基-比鲁拉所指出的，当假设光子的波函数存在时，电磁学也有一个流体动力学公式。因此，这个公式提供了一个替代的解释光学现象的光子轨迹，其流动产生的电磁能量密度在配置空间中的演变的图形视图。这个基于几何的理论框架被认为是在这里研究和分析的结果从杨型衍射实验的范围内的Arago-Fresnel定律。更具体地，在两个狭缝后面的区域中的光子轨迹是在狭缝被偏振单色平面波照射的情况下获得的。表达式，以确定电磁能流线和光子轨迹在这种情况下，以及一个程序来计算它们在特定情况下的光栅完全透明的狭缝内，完全吸收外面。如图所示，所获得的电磁能流线允许在空间的每个点处监测电磁能流的行为，并且因此评估由具有相同或不同偏振轴的偏振器的存在（就在每个狭缝后面）对其造成的影响。这导致了一个基于几何的图片的阿拉戈-菲涅耳定律的干涉偏振光。
2010-03-02 physics.optics quant-ph
Biological Microscopy with Undetected Photons
在过去的几年里，利用非简并相关光子对的新型成像技术引起了量子光学界和其他科学家的强烈兴趣。这种“重影成像”或“量子干涉”方法的一个关键特性是，它们使用相关对的那些光子进行成像，这些光子从未与样品相互作用，从而允许在不同于物体照明的光谱范围内进行检测。这些技术在光谱学和显微镜的广泛应用是可以预见的，然而，迄今为止，它们有限的空间分辨率还没有支持微小生物物体的真实显微镜调查。在这里，我们报告了一个修改的方法的基础上量子干涉，通过使用种子激光和共焦扫描，允许提高分辨率的成像与未检测到的光子超过一个数量级，我们还提出了应用程序的例子在生物样品的显微镜。
2020-06-25 physics.app-ph quant-ph
Sensing Coherent Phonons with Two-photon Interference
由于声子与物质之间的相互作用要强得多，因此检测相干声子与相干光子相比提出了不同的挑战。这对于高频载热声子尤其如此，高频载热声子是经历与环境的许多退相干事件的固有晶格振动，因此通常被认为是不相干的。双光子干涉技术，特别是相干布居俘获（CPT）和电磁感应透明（EIT），已经导致了极其灵敏的检测，光谱学和计量学。在这里，我们提出了在三能级系统中使用双光子干涉来感测相干声子。与以前的作品已经处理声子耦合阻尼，我们占相干声子耦合使用一个完整的量子力学处理。我们观察到强烈的不对称性，在CPT的吸收谱和负色散的EIT敏感性的相干声子耦合的存在下，不能占，如果只考虑纯声子阻尼。我们的建议在感测载热相干声子效应和理解三耦合振子系统中的相干玻色子多路干涉效应方面具有应用。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
