Interference of the scattered vector light fields from two optically levitated nanoparticles
我们实验研究了真空中两个光学悬浮纳米颗粒的偶极散射光的干涉，真空中呈现出没有颗粒与基底相互作用的环境。我们用与捕获激光束的传播正交的线偏振探测光束照射两个被捕获的纳米颗粒。来自纳米颗粒的散射光由高数值孔径（NA）物镜收集并成像。观察到了矢量光散射在像空间和傅里叶空间中不同偶极子取向的干涉条纹。特别地，两个具有偏振涡旋的散射光场的干涉条纹显示了两个纳米颗粒中心区域内外的干涉条纹在像空间中的π位移。据我们所知，这是第一次在实验上观测到自由空间中两个偶极子散射矢量光场的干涉。本工作还提供了一种简单直接的方法来确定光学悬浮纳米颗粒之间的空间尺度的干涉条纹。
2022-05-23 physics.optics quant-ph
Complementarity and Young's interference fringes from two atoms
本文计算了三维简谐势中两个全同原子J= 1/2到J=1/2跃迁的共振荧光干涉图样。原子的热运动也包括在内。与实验[Eichmann et al.，物理修订版信函70，2359（1993）]。与一些理论预测相反，但与本计算一致，可以观察到大于50%的条纹可见度与偏振选择检测。条纹可见度对偏振的依赖性有一个简单的解释，基于原则上是否可能确定哪个原子发射光子。
1997-11-19 quant-ph
Visibility of Young's interference fringes: Scattered light from small ion crystals
我们观察到从捕获的$^{40}$ Ca $^+$离子晶体散射的光的干涉。通过改变激发激光的强度，我们研究了弹性和非弹性散射对条纹图可见度的影响，并将其与离子温度和波包局域化的影响区分开来。通过这种方式，我们确定了由单个原子产生的光场的相干性和相互相干性的复杂程度。我们在谐波阱中获得了由两个、三个和四个离子组成的晶体的干涉条纹。控制的捕获电位允许调整的原子间的距离，从而形成的线性阵列的原子作为一个规则的光栅的微观散射。
2016-03-30 physics.atom-ph quant-ph
Optimal multi-photon phase sensing with a single interference fringe
量子纠缠可以帮助提高光学相位测量的精度，使其超过散粒噪声极限（SNL），达到海森堡极限。然而，实现该最佳灵敏度所需的N光子奇偶性测量用当前的光子检测技术极其难以实现，需要输出端口之间的N+1个不同光子分布的高保真分辨率。因此，最近的实验证明精度超过SNL只使用一个或两个光子数检测模式，而不是奇偶校验测量。在这里，我们调查的简单而有效的单干涉条纹检测技术可实现的相位灵敏度。结果表明，当N > 4时，最大纠缠态“NOON”态不能达到最佳相位灵敏度，而Holland-Burnett态是最佳相位灵敏度。我们实验证明，这种增强的灵敏度使用一个单光子计数条纹的六光子Holland-Burnett状态。具体来说，我们的单条纹六光子测量实现了三倍以下的SNL的相位方差。
2013-07-05 quant-ph
Noise induced interference fringes in trapped ultracold bosonic gases
研究了在噪声环境中囚禁于光学双势阱中的超冷原子的动力学行为。当准备在一个福克数状态下，该系统显示相位相干的平均密度分布使用标准的吸收图像技术，在没有噪声的情况下消失。这种效应表明，在多体系统中，外部环境也可以增强量子相干性，而不是破坏它。
2008-11-18 cond-mat.other quant-ph
Ramsey Fringes and Time-domain Multiple-Slit Interference from Vacuum
符号随时间变化的电场脉冲序列在Schwinger真空对产生中导致相干干涉效应，直接从量子真空产生Ramsey干涉仪，一种多缝干涉效应的全光时域实现。这种干涉符合费米子量子统计，表现为沿线极化电场产生的电子和正电子的数量随动量的变化。对于$N$脉冲，中心值像$N^2$一样增长[即，$N$“狭缝”]，并且函数形式由相干多狭缝表达式很好地描述。这种行为对于许多受驱动的量子系统是通用的。
2011-09-15 hep-ph hep-th quant-ph
Visibility Fringe Reduction Due to Noise-Induced Effects: Microscopic Approach to Interference Experiments
退相干是量子到经典跃迁背后的主要过程。这是一种纯粹的量子力学效应，通过这种效应，系统失去了表现出相干行为的能力。最近对大分子衍射和干涉图样的实验观察提出了一些有趣的问题。在这种情况下，我们确定可能的代理退相干时，考虑到这些实验建模和研究他们的可见（或不）的干涉图案的影响。因此，我们提出了一个动态量子环境中的物质波干涉测量的分析，并研究了有多少的可见度条纹减少，在哪个时间尺度的退相干效应破坏大质量物体的干涉。最后，我们将我们的结果应用于富勒烯和冷中子的实验数据。
2007-07-10 cond-mat.other hep-ph quant-ph
Entanglement detection from interference fringes in atom-photon systems
通过分析原子量子比特自发发射光子时的干涉图样，研究了钉扎在给定位置的原子量子比特的测量方案。在两个量子比特的情况下，一个众所周知的关系被重新审视，其中干涉可见性等于量子比特的无限空间分离极限中的状态的并发。通过考虑超辐射和亚辐射效应，它表明，状态层析成像是可能的，当量子比特的空间分离是可比的原子跃迁的波长。在三个量子比特的情况下，研究了各种纠缠度量与干涉可见性之间的关系，其中可见性是从两个量子比特的情况定义的。这些纠缠关系之间的定性对应进行了讨论。特别是，它示出的干扰的可见性是直接相关的最大二分负。
2010-06-21 quant-ph
Twin Photon Correlations in Single-Photon Interference
我们表明，它是可能的，通过使用两个空间上分离的相同的双光子源产生一种新的单光子条纹图案。这些条纹与在迈克耳孙干涉仪中观察到的条纹相似，并且具有某些显著的性质，具有潜在的应用价值。条纹的一个显著特征是，尽管图案是通过仅检测每个光子对中的一个光子而获得的，但由于未检测到的光子所穿过的光路的变化，条纹发生了偏移。条纹位移的特征在于两个光子的波长的组合，这意味着光子的波长可以在没有检测到它的情况下测量。此外，条纹的可见性随着双光子横向动量之间的相关性的减小而减小：可见性在最大动量相关时为1，在没有动量相关时为0。我们还表明，一对的两个光子之间的动量相关可以确定从单光子干涉图案。因此，我们第一次提出了一种测量双光子相关的方法，而无需符合或预示检测。
2017-07-24 quant-ph
Detection of Bell correlations at finite temperature from matter-wave interference fringes
我们表明，由两个重叠的原子云形成的物质波干涉条纹可以产生关于非局域Bell关联的信息。为此，我们考虑一个简单的原子干涉仪，其中的云被释放的双势阱和相对相位估计从密度适合这个干涉图案。贝尔相关性可以从以这种方式获得的相位的灵敏度推导出来。我们研究了这两个量之间的关系，为广泛的双阱的基态，通过吸引和排斥相互作用扫描。所提出的分析包括有限温度的影响，当激发态被热占据。我们还考虑了单原子探测器的空间分辨率和阱间能量失配的波动对探测器性能的影响。这些结果建立了纠缠的基本（非局域性）和面向应用的（量子精密测量）方面之间的联系。
2019-03-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Complementarity, quantum erasure and delayed choice with modified Mach-Zehnder interferometers
在量子力学中经常被引用的格言包括“观察干扰导致干扰的损失”和“无知就是干扰”。在本文中，我们提出并描述了一系列的实验与修改马赫-曾德尔干涉仪表明，一个必须小心，当应用这样的格言。我们能够证明，在不以任何方式与预期表现为“波动”的光量子（或量子）相互作用的情况下，干涉条纹可以通过简单地获得（或有可能获得）哪条路径的知识而丢失。擦除这些信息可以恢复干涉条纹。延迟的选择可以被添加，达到一个实验符合惠勒的原始建议。我们还表明，无知并不总是同义词具有干涉条纹。我们发现，经常提到的“波函数坍缩”并不是描述我们实验的必要成分。
2014-08-26 physics.optics quant-ph
Irrealism from fringe visibility in matter-wave double-slit interference with initial contractive states
爱因斯坦、波多斯基和罗森创造的实在元素推动了一系列涉及量子关联和物理实在论概念的基本讨论。叠加原理应用于双缝实验与物质波突出需要一个严格的审查采用物理现实主义在量子领域。在这项工作中，我们采用了物理非现实主义的措施，并考虑在双缝设置的位置和动量变量的一个单一的粒子最初相关的初始收缩状态。我们研究的非现实主义的行为如何可以帮助我们获得有关的干涉图样，类波，和粒子的属性与物质波的双缝设置的信息。我们发现，有一个时间的传播，最大限度地减少了非现实主义，并在这一点的检测屏幕上的状态被压缩的位置和动量相比，标准的高斯叠加。有趣的是，我们发现最大可见度和干涉条纹的数量与最小的非真实性有关。此外，我们还证明了极小时刻附近的非真实性和可见性之间的单调关系。然后讨论了如何利用这些结果从条纹可见度间接地度量位置变量的非真实性。
2020-11-10 quant-ph
Local asymmetry in interference as a probe of quantum probability
Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology & School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究院、物理科学与技术学院）
本文通过干涉图案的局部不对称性探讨量子概率的验证方法，发现其具有鲁棒性和对称保护特性，且不改变干涉条纹的基本特征。
2026-03-19 quant-ph
From Random Fringes to Deterministic Response: Statistical Foundations of Time-Reversed Young Interferometry
Binghamton University（宾汉姆顿大学）
本文研究时间反演杨氏干涉的统计特性，指出其干涉条纹为源坐标条件响应，通过混合相关器实现确定性响应，噪声仅来自估计精度，揭示其支持校准、锁相读取等应用的统计基础。
2026-04-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Demonstrating backflow in classical two beams' interference
著名的明暗条纹干涉图是由托马斯·杨在1801年首次观察到的。最大可见度条纹出现在两束光的辐照度相等时，并且随着光束强度比偏离1，条纹可见度降低。然而，一个可能不完全直观的有趣结果是，这种不等振幅光束叠加的波前将表现出波动行为。在这项工作中，我们实验观察到的回流现象，在这种波阵面。回流出现在光学（逆传播光）和量子力学中，其中在系统的光谱内不存在局部相位梯度。它与超振荡密切相关，其特性可用于超分辨率成像和粒子轨迹操纵，因此成为一个有趣的应用课题。第一次成功地观察回流的尝试是最近才在一个组装的光场，通过合成他们的波前在一个复杂的方式。然而，回流被认为是难以察觉的。在这里，通过利用其最基本的形式的干涉，我们揭示了光场中的回流是强大的，令人惊讶的是，比以前认为的更普遍。
2022-07-07 physics.optics quant-ph
Spying on photons with photons: quantum interference and information
在双缝实验中同时获得哪条路径的知识和干涉条纹的探索可以追溯到量子力学（QM）的诞生和著名的爱因斯坦-玻尔辩论。在本文中，我们提出并讨论了一个实验能够窥探一个光子的路径与另一个光子。我们修改的量子态内的干涉仪，而不是传统的物理修改的“类波”或“类粒子”的实验装置。我们能够证明，它是收获或不收获哪条路径信息的能力，最终限制了干涉图样的可见性，而不是“波状”或“粒子状”的实验设置。值得注意的是，如果量子态经过精心设计，一个完整的“类粒子”实验装置能够显示出100%可见度的干涉条纹。
2016-06-15 physics.optics quant-ph
Ramsey Interferometry based on stimulated Brillouin scattering
实现高灵敏度的干涉测量对于精确观测量子特性至关重要。本文研究了回音壁谐振腔中的两种Ramsey干涉条纹，其中相干声子可以通过受激布里渊散射实现自由演化。这两种不同的条纹分别出现在旋转波近似（RWA）和反RWA的制度。我们的工作特别表明，反RWA Ramsey干涉采取了一些量子特性的压缩，这增强了条纹的强度和可见性，并显示出对系统的衰减的鲁棒性。在应用上，我们的建议，与目前的实验室技术可行，提供了一个实用的想法，建立更好的量子干涉仪。
2018-03-09 physics.optics quant-ph
Decoherence and Visibility Enhancement in Multi-Path Interference
我们从理论上分析了通过多光束拉姆齐干涉的四路量子干涉实验中报告的观测结果[Phys. Rev. Lett. 86，559（2001）]。在这个实验中，光子从一条干涉路径上的选择性散射会导致退相干。然而，与预期相反，干涉图案的对比度增加，表明路径选择性退相干不仅可以导致条纹对比度的降低，而且在某些条件下，可以导致条纹对比度的增加。在这里，我们解释了这个看似违反直觉的效果的基础上的多路径干涉模型，四到六个狭缝，在退相干的存在。环境的影响通过耦合到谐振子的浴来建模。当在多个路径之一中引入退相干时，在某些条件下可以看到条纹对比度的增强。一个类似的效果示出出现，而不是路径选择性的退相干，一个选择性的路径检测器被引入。我们的分析指出，虽然传统的条纹可见度捕捉波的性质在两个路径的情况下，它可以在多路径的情况下失败。我们解释了条纹可见度的增强，也表明，量子相干性的基础上的l1规范的相干性，与传统的可见度，仍然是一个很好的量化的波的性质，即使在这种情况下。在环境退相干的存在下条纹对比度的增强强调了传统可见度作为量化互补性的波性质的良好度量的局限性，并且也使其不太可能成为量化退相干的候选者。我们的分析可能会导致更好的洞察力的方式来量化退相干在多径干涉，并在研究中，寻求利用量子叠加和量子相干性的量子信息的应用。
2019-07-11 quant-ph
Four-Photon Interference with a High-Efficiency Quantum Dot Source
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
利用高效率量子点源与确定性分乘复用，实现了四光子干涉的高对比度观测，揭示了深条纹特性及在量子计量中的潜在应用。
2026-01-07 quant-ph
Counting statistics of interfering Bose-Einstein condensates
提出了一种能够预测快照测量结果概率的方法，例如量子多体系统中瞬时粒子密度分布的图像。它示出的多体波函数的相位的规范样变换允许一个构建概率生成功能，相对于“规范”字段的傅立叶变换返回的联合概率分布检测任何给定数量的粒子在不同的位置。将该方法应用于两个独立的玻色-爱因斯坦凝聚体云的干涉问题，其中初始分离的具有固定玻色子数的云膨胀，重叠云的密度轮廓图像被配准。在大粒子数的限制下，观察到密度分布的特定图像的概率被示出为由部分概率分布的总和给出，其中每个部分概率分布对应于具有确定相位差的两个物质波的干扰的噪声图像。与早期的理论论证相一致，干涉条纹，因此，在任何Single Shot测量中是预期的，条纹图案从运行到运行随机变化。这些结果符合玻色-爱因斯坦云处于自发对称破缺态的物理图象，其隐相可通过干涉条纹位置的密度剖面测量来揭示。
2008-09-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-resolved buildup of two-slit-type interference from a single atom
一个光电子被迫通过两个原子的能级，然后从剩余的离子退出显示在其角分布的干涉条纹作为一个双缝型干涉实验在波矢空间的表现。通过两个低强度连续波激光器照射铷原子来实验性地实现这种情况[Pursehouse等人，物理修订信函122，053204（2019）]。在单光子过程中，第一个激光激发5p能级，而第二个不相关的光子将激发的粒子数提升到连续谱。当第二束激光激发6p态，第一个光子触发电离时，也可以达到相同的连续态。由于两束激光很弱，而且它们的相对相位不相关，因此产生干涉所需的相干性来自原子本身。增加强度或缩短激光脉冲提高了来自两个激光器的两个光子同时作用的可能性，因此预期所施加激光器的相干特性会影响干涉条纹。在这里，这方面进行了详细研究，它是如何调谐的激光脉冲的时间形状允许跟踪的干涉条纹的时间依赖性。我们还研究了施加具有随机振幅的第三激光场的影响，导致其中一个电离振幅的随机波动，并讨论了干涉条纹的影响。
2019-07-12 physics.atom-ph quant-ph
Biphoton interference with a quantum dot entangled light source
我们证明了光干涉超出了光子波长的限制，使用'触发'纠缠光子对从半导体量子点。纠缠双光子态的干涉条纹的周期性只有单光子的一半，远小于泵浦光的周期性。高条纹可见度表明双光子干涉比两个连续单光子干涉对退相干不太敏感。结果表明，量子干涉测量可能使用半导体LED类设备。
2008-03-27 quant-ph
Beating the standard quantum limit: Phase super-sensitivity of N-photon interferometers
量子精密测量保证了光学相位测量的灵敏度比传统测量方法更高。在这里，我们提出了一个理论的相位灵敏度的一般情况下，检测概率是由一个$N$光子干涉条纹。我们发现，相位灵敏度有一个复杂的依赖于两个固有的检测效率$η$和干涉条纹可见度$V$。最重要的是，给出最大相位灵敏度的相位通常与干涉条纹的斜率为最大值的相位不同，如先前所假设的。我们确定的参数范围，量子增强的灵敏度可以实现。为了说明这些理论结果，我们用$η=3/4$和$V=82\pm6$ %进行了四光子实验（我们先前工作的扩展[Science \textbf{316}，726（2007）]），并发现在与给出干涉条纹的最大斜率的相位不同的相位处，相位灵敏度比标准量子极限大1.3倍。
2008-04-01 quant-ph
Hong-Ou-Mandel interference of two independent continuous-wave coherent photons
两个完全独立的光子之间的干涉是许多光子量子信息应用的核心，例如量子中继器、隐形传态和量子密钥分发。在这里，我们报告的洪-欧-曼德尔（HOM）干涉与两个独立的连续波相干光源，既不同步，也不共享任何共同的参考观察。为了从两个独立的激光源中制备出高度不可分辨的光子，我们采用了高精度稳频技术，利用~（85）Rb原子的~ 5S_（1/2）（F=3）-5P_（1/2）（F ′ = 3）跃迁谱线。我们成功地观察到HOM干涉条纹与两个独立的连续波相干光子起源于无论是锁频和调频激光。当两个干涉光子的频率差超出单个相干光子的光谱带宽时，还观察到涉及双光子拍频的干涉条纹。我们进行了进一步的实验，以验证源准备的鲁棒性，无论两个独立的光子源之间的分离距离。
2021-06-04 physics.optics quant-ph
Quantum interferometry with binary-outcome measurements in the presence of phase diffusion
在量子增强干涉测量中，最佳的测量方案和有效的数据处理是非常重要的。在这里，我们证明，对于一般的二进制结果测量，最简单的数据处理的基础上反转的平均信号可以饱和的Cramér-Rao界。该想法通过二元结果零差检测、奇偶光子计数（即，奇偶检测）和零-非零光子计数，这些方法在相干光马赫-曾德尔干涉仪中实现了超分辨干涉条纹和散粒噪声限制的灵敏度。在这些二元结果测量相扩散的作用进行了研究。我们发现，扩散降低条纹分辨率和可实现的相位灵敏度。我们的分析结果证实，零-非零计数可以产生比奇偶校验检测的灵敏度稍好，如在最近的实验中所示。
2014-07-09 physics.optics quant-ph
Experimental interference of uncorrelated photons
区分多光子量子干涉效应与经典量子干涉效应是现代量子力学和实验量子光学中的重要问题之一。长期以来，关联光子的双光子干涉（TPI）被认为是经典光场无法模拟的纯量子效应。与此同时，已经进行了实验来研究TPI的经典类似物。在这项研究中，我们进行TPI实验与不相关的光子具有不同的中心频率从发光光源，我们比较我们的结果与以前的相关光子。所观察到的TPI条纹可以表示为与单个单光子和双光子态相关的三个相位项的形式，并且条纹图案强烈地受到两个单光子干涉条纹及其振幅的影响。除了在给定的分辨时间和双光子光谱带宽内的有效和偶然的符合事件等本质区别之外，干涉现象本身对于单光子计数机制中的相关光子和非相关光子表现出相同的特征。
2019-11-13 quant-ph
Quantum coherence and interference in Young's experiments
本文提出了成对相干的概念，研究了杨氏多光子多路径实验中，当输入光子相互纠缠时，相干性的l1范数与量子干涉之间的关系。我们发现，只有单个光子的局域相干性才能产生量子干涉，光子间的集体相干性对量子干涉没有贡献。干涉条纹的可见度通常小于相应输入态的相干性l1范数，这表明相干性l1范数只是量子干涉的必要条件而不是充分条件.我们还发现最大条纹可见度可以达到1。给出了产生最大可见度的最优输入状态。
2023-03-16 quant-ph
Interference of an Array of Independent Bose-Einstein Condensates
本文从理论上详细研究了最近完成的一组独立的玻色-爱因斯坦凝聚体的干涉。即使每种气体中的原子数是有限的，并且气体的相没有很好地定义，在每个快照上都可以观察到干涉条纹。快照干扰图案的统计，即，平均条纹振幅和它们的波动（协方差）的解析计算，并推导出它们在长飞行时间下的渐近值的简明公式。过程有助于这些数量的澄清和关系的描述的基础上的破坏性的情况下被揭示。
2011-04-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-photon interference of polarization-entangled photons in a Franson interferometer
我们在基于偏振的Franson型干涉仪中进行了偏振纠缠光子对的双光子干涉实验。虽然两个光子在同一个分束器上不相遇，但由于两个不可分辨的双光子几率幅之间的双光子干涉效应导致了符合探测，观察到了相位不敏感的Hong-Ou-Mandel型双光子干涉峰和谷条纹。虽然双光子态没有频率纠缠，但在同一干涉仪中，我们还测量了非简并光子对的空间量子拍频条纹。当非纠缠的偏振相关光子作为输入态时，通过延迟补偿，可以在干涉仪中成功地恢复偏振纠缠。
2017-06-12 quant-ph
From waves to bullets: testing Feynman's idea on the two slit experiment
我们测试的有效性费曼的想法，一个双缝实验与经典的对象（子弹）不产生可观察到的干涉条纹的检测屏幕上，因为康普顿的波长的子弹是如此之小，没有真正的检测器可以解决个别的干涉条纹，从而只产生一个平均信号，这是观察到的平滑曲线。为了验证这个想法，我们研究了两种不同情况下的双缝实验，用光来模拟波状和粒子状子弹。在第一种情况下，我们考虑短波长的相干光，在第二种情况下，不那么短的波长的非相干光。而在前一种情况下，（模拟费曼的波状子弹）干涉条纹是如此密集，以至于它们不能被检测器分辨，因此在后一种情况下导致平均平滑信号。（模拟费曼的粒子状子弹），虽然探测器完全能够区分每个条纹，所观察到的经典平滑图案极限是由于缺乏撞击场的空间相干性而产生的。
2015-09-04 quant-ph
Time and space resolved first order optical interference between distinguishable photon paths
在不同的实验条件下，不同光子之间的干涉发生并被观察到。为了获得干涉条纹的必要条件是至少存在两个可能的路径和未知的路径信息。如果光子束的频率不同，则对光源的稳定性和探测器的速度也有要求，观察到两个真正独立的连续激光源之间的一阶干涉。与预期的相反，尽管光子束是可区分的，并且每个光子束的路径是明确已知的，但仍观察到干涉。CW波列的段是用声光调制器选择的。时间和空间的干扰集成在一个单一的组合现象，通过条纹相机检测。时空干涉图中的条纹位移揭示了标记光子的轨迹。这些结果表明，在非退化频率方案，本体必须细化，必须准确地说明的路径准则。如果参考频率标记的光子，则每个光子的路径是已知的，而如果查询是根据检测到的光子来陈述的，则路径是未知的。
2020-07-27 physics.optics quant-ph
Measurement-defined control of single-particle interference
Department of Physics and Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics, Institute for Basic Science, Korea University（韩国大学物理系与分子光谱与动力学中心，基础科学研究院）
研究提出单粒子干涉由量子态与探测器定义的测量基之间的相对相位决定，通过相干种子纠缠非线性双光子源展示三扫描等价性，实现连续控制的干涉可见度，统一了多种量子光学现象。
2026-04-20 physics.optics quant-ph
Quantum sum-frequency interference using up-converted photon pairs
我们展示了一种混合的方法来产生的光子对的短波长与高亮度，通过结合参量下转换（SPDC）和上转换技术。通过SPDC产生波长为1550 nm的光子对，并在775 nm的泵浦下通过上转换到516.7 nm。上转换光子对的量子和频干涉条纹周期为258.3 nm，比原始波长缩短了6倍，表明光子对的能量-时间相关性得以保持。该技术同时提供了超过经典极限的短条纹周期和高亮度的光子对。
2021-08-10 quant-ph
Scalable Spatial Super-Resolution using Entangled Photons
N 00 N态--N个光子的最大路径纠缠态--表现出比任何经典干涉图样都要尖锐的空间干涉图样。这被称为超分辨率。然而，即使使用完全有效的数字分辨检测器，所有先前证明的测量这种干涉的方法的检测效率随着N 00 N状态中的光子的数量呈指数下降，通常导致N 00 N状态不适合空间测量的结论。在这里，我们创建了具有两个，三个和四个光子N 00 N状态的空间超分辨率条纹，并展示了所谓的“光学质心测量”的可扩展实现，该测量提供了原则上完美的检测效率。此外，我们比较了N 00 N态干涉与相应的经典超分辨干涉。虽然两者都提供了相同的空间频率的增加，经典条纹的可见性随探测到的光子数呈指数下降，而我们的实验测量的N 00 N状态超分辨率条纹的可见性保持近似恒定的N。我们实现的光学质心测量是一种可扩展的方法来测量高光子数量子干涉，量子增强测量的重要一步，克服了被认为是量子精密测量的根本挑战。
2013-12-06 quant-ph
Quantum which-way information and fringe visibility when the detector is entangled with an ancilla
利用干涉实验中条纹可见度和向哪方向可分辨度之间的折衷关系，对量子机械波-粒子二象性进行了量化。这种关系是最近推广的Banaszek等。例如，（Nature Communications 4，2594，2013）中所描述的，当粒子配备有内部自由度（例如自旋）时。在这里，我们扩展的量子干涉的一个粒子拥有内部的自由度，当哪一个方式的检测器状态与辅助系统纠缠的能力，可扩展性的权衡关系。在这种情况下，我们引入了一个扩展的哪条路的可分辨性和相关的扩展条纹可见度满足对偶不等式。我们说明，与三个具体的例子的帮助下，虽然哪一个方式的信息推断完全从检测器状态（没有辅助）消失，通过测量检测器辅助纠缠态可检索的扩展可扩展性是非零的。此外，在所有三个例子中，扩展的可见性和广义可见性（这是由Banaszek et.例如，Nature Communications 4，2594，2013））彼此完全匹配。
2014-06-12 quant-ph
Negative Full Counting Statistics Arise From Interference Effects
凯尔迪什序全计数统计量是描述时间积分量子可观测量涨落的准概率分布。虽然众所周知，这种分布可能不是积极的，但这种消极性的解释和起源一直不太清楚。在这里，我们展示了如何将完整的计数统计与希尔伯特空间的轨迹联系起来，以及如何将负准概率与不寻常的干扰效应直接联系起来。我们的研究结果与驱动玻色子谐振器中的能量波动的例子说明，我们讨论如何负准概率在这里可以用超导微波电路实验检测。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
The origin of Franson-type nonlocal correlation
本研究采用基于量子力学波动性的相干方法分析Franson型非局域关联，揭示非局域基矢乘积间的二阶振幅叠加是其起源，且该关联的联合相位关系不受纠缠光子对随机光谱失谐影响。
2023-03-03 quant-ph
Multiparticle Interference, GHZ Entanglement, and Full Counting Statistics
研究了含磁通量的广义N粒子HanburyBrown-Twiss系统中的量子输运，证明了电流互相关的N阶累积量存在Aharonov-Bohm振荡，而所有低阶累积量都不存在这种振荡.多粒子干涉是由N个不可分辨粒子的轨道Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠引起的。对于足够强的Aharonov-Bohm振荡，广义贝尔不等式可以被打破，证明了N粒子量子非定域性.
2006-01-23 cond-mat.mes-hall 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
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
Quantum Interference in Two-Atom Resonant X-ray Scattering of an Intense Attosecond Pulse
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
研究两非相互作用Ne+离子在强极紫外脉冲驱动下的共振X射线散射，分析脉冲强度、原子配置和初始电子态对总散射信号的影响，发现共振散射产率高于非共振，信号角依赖性类似双原子结构因子，干涉条纹可见度受脉冲面积和初始电子态影响。
2026-01-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High Visibility Two-photon Interference with Classical Light
在独立经典光源的双光子干涉中，两个不可分辨的双光子路径的叠加起着关键作用，干涉条纹的可见度有限，最大值为50%。利用随机相位光栅对相干光的波前进行调制，实现了多个不可分辨双光子路径的叠加，增强了双光子干涉效应，其可见度超过50%。结果表明了相位控制在控制经典光的高阶相干性中的重要性。
2013-01-25 physics.optics quant-ph
Observation of geometric phases in quantum erasers
我们介绍了一个简单的实验，涉及双缝干涉仪，通过它可以学习量子干涉的基本概念，如哪一个路径标记，量子擦除器和几何相位。它们都展示了量子物理学中看似神秘的现象。在我们的实验中，我们使用的双缝干涉的可见光的偏振作为一个内部状态，演示了消失的条纹由哪一个路径标记，使用量子擦除干涉的恢复，和条纹图案的快速移动引起的几何相位。我们还提出了一个简单的理论分析的干涉仪的内部状态。
2011-03-17 quant-ph
Observing the nonclassical nature of ultra-broadband bi-photons at ultrafast speed
我们以创纪录的高速观察超宽带双光子的非经典性质，与Hong-Ou-Mandel干涉或和频产生的标准技术相比，将测量时间减少了四个数量级。我们测量的宽带双光子的量子态，振幅和相位，与成对的“马赫-曾德尔”量子干涉仪，其中在一个非线性晶体中产生的双光子增强（建设性干涉）或减少（相消干涉）在另一个晶体，这取决于双光子的相位。我们通过观察条纹可见度对内部损耗的依赖性来验证干涉的量子性质。由于相消干涉等同于试图在第二晶体中（通过上转换）消除在第一晶体中（通过下转换）产生的双光子，所以条纹可见度是宽带光的量子双光子纯度的量度。测量加速是由于在单个双光子的上转换效率中来自强泵浦（$\!\sim\!10^{7-9}$）的大的类零差增益，这使得能够使用完整的超高光子通量的简单光电检测而不是单光子/符合计数。
2014-12-07 physics.optics quant-ph
Quantitative wave-particle duality and non-erasing quantum erasure
波粒二象性的概念可以用不等式V^2+K^2 <=1来量化，它将干涉条纹可见度V和路径知识K联系起来。与单光子干涉仪中的偏振被用来标记的路径，我们已经调查了各种情况下，包括纯，混合，部分混合输入状态的关系。实现了一种量子擦除方案，即使在没有哪条路的信息可供擦除的情况下，也能恢复干涉条纹。
1999-08-23 quant-ph
High-dimensional Angular Two-Photon Interference and Angular Qudit States
利用角位置-轨道角动量纠缠光子，我们提出了一个实验，通过利用参数下转换光子的相关性来产生$D$维量子系统的最大纠缠态，即所谓的量子态。角衍射掩模包含$N$ -在每个双光子的臂中的狭缝定义了维度为$N^2$的量子点空间，由光子的替代路径跨越。由于相位匹配条件，双光子将仅通过对称相对的角度狭缝，在这些不同路径之间产生最大纠缠态，这些纠缠态可以通过符合计数的高阶双光子干涉条纹检测到。本文报道了$N$角缝与$N = 2, 4, 5, 6, 10$的数值结果，分别对应于$D=N^2=4,16,25, 36,100$维量子希尔伯特空间.我们讨论了相关的实验参数的实验实施所提出的方案，使用空间光调制器（SLM），和自发参量下转换（SPDC）产生的双光子。量子态的纠缠可以用并发度来量化，并发度可以用干涉条纹的可见度来表示，也可以用纠缠见证来表示。这些结果为制备高维纠缠量子态提供了一种新的手段，为量子模拟和量子信息协议提供了一个基础资源。
2020-02-24 physics.optics quant-ph
Duality of Quantum Coherence and Path Distinguishability
本文导出了任意多径量子干涉现象的广义波粒二象性关系。超越了量子系统的波动性质的传统概念，即，在干涉条纹可见度方面，我们引入了最近在量子信息理论框架中定义的量子相干性的量化因子。为了证明粒子的性质，我们基于明确的量子态鉴别来量化路径可分辨性或路径信息。然后，多径量子干涉的玻尔互补原理可以表述为量子相干性与路径相干性之间的对偶关系。对于双光路干涉，量子相干性与干涉条纹可见度是一致的，并且这种关系简化为众所周知的互补关系。对偶关系继续持有的情况下，由于可能的退相干效应引入混合。
2015-07-22 quant-ph
Classical billiards and double-slit quantum interference
本文对初始高斯波包在边界有两条狭缝的台球区域内演化的实验中干涉条纹的产生进行了数值模拟。我们的模拟扩展了Casati和Prosen以前的工作，旨在测试他们令人惊讶的结论，即在完全混沌的台球实验中条纹消失。根据所发现的结果，我们将重新评估经典动力学对量子干涉的显著影响。实际上，我们强调了另一个影响干涉的因素：关于实验装置的对称条件（SC）。这个条件似乎比经典混沌更重要。事实上，当SC被验证时，经典混沌没有影响，而当SC被违反经典混沌原来是一个额外的因素，导致退相的狭缝。我们解释了这两个因素的各自作用，通过指定的物理机制，通过它们影响的干涉图案。这种机制既取决于初始波包的位置和方向，也取决于它的某些递归，特别是在规则的台球中。
2011-11-01 quant-ph
Dark-fringe interferometer with dynamic phase control for Mössbauer science
本文提出一种空态零透射、可通过移动 Mössbauer 靶材动态调相的暗条纹干涉仪，并在纳秒尺度验证 X 射线强度控制及微秒级声波灵敏测量。
2025-09-29 quant-ph
Multi-photon interference phenomena
在这项工作中，我证明了三个光子的干涉，一个著名的洪欧曼德尔（HOM）干涉的概括。我表明，三光子干涉是由四个参数和测量三光子干涉独立的双光子干涉。我证明，即使当光子的状态是高度可区分的，他们仍然可以表现出强的量子干涉，挑战我们的直觉形成的双缝和HOM干涉。接下来是四光子干涉的演示，令人惊讶的是，当涉及的粒子成对正交时，我们仍然可以观察到“条纹”。为了解释这些效应，我提出了一个新的框架来描述多光子干涉的图论方法，它说明了不同的多光子干涉的顺序的起源。我的工作导致了一个更一般的定义，我们认为在多光子散射的干涉条纹。多光子干涉的研究是光子学和固体物理学在拓扑光子学这一新兴领域的交叉研究。我实现了一个模拟的Jackiw-Rossi模型作为一个本地化的拓扑模式在光子晶体模拟的二维石墨烯晶格。我成功地在一个单一的这样的激发实验演示，我能够研究详细的模式结构的第一次。该模式是拓扑缺陷的结果，并且因此被保护免受不改变系统拓扑的错误。
2022-09-07 quant-ph
An Atom Laser is not monochromatic
我们研究了利用绝热通道控制方法在时域内构造玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的可能性，该干涉仪与传统的包括两个分束器和两个反射镜的光学MZI完全一一对应。从这样一个最小扰动装置中获得的干涉条纹清楚地表明，从根本上说，原子激光不是单色的，这是由于原子间的相互作用。我们还考虑了系统中的纠缠量如何与干涉条纹相关。
2007-10-29 cond-mat.other quant-ph
Fringe visibility and which-way information in Young's double slit experiments with light scattered from single atoms
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms（麻省理工学院-哈佛超冷原子中心）
研究杨氏双缝实验中光子路径信息与干涉条纹可见度的关系，通过用对光子反冲动量敏感的单个原子代替狭缝实现相关实验，分析并概括了两个单原子实验及记录路径信息的不同方式。
2026-07-07 physics.atom-ph quant-ph
Information gain versus interference in Bohr's principle of complementarity
基于现代量子测量理论，利用Zurek的“三重模型”，从量子信息理论的角度研究了对称Mach-Zehnder干涉仪中光子的波粒性质。在量子测量过程中，系统和探测器的状态都不是纠缠态，而是关联态。我们发现，光子的信息增益与光子与探测器之间的关联（包括经典关联和量子关联）有关。推导了信息增益与条纹可见度之间的关系。我们发现经典关联与路径可分辨性保持一致，并可以用来描述光子的类粒子性质。量子关联与条纹可见度并不完全相同，但两者都可以表示光子的量子相干性。最后，我们给出了一类两比特可分态的量子关联的解析表达式。
2016-04-28 quant-ph
Michelson interferometer operating at effects of first order with respect to v/c
在本文的第一版中，（arXiv：1003.2899v1，15.03.2010）首先描述了测量迈克耳孙干涉仪中的干涉条纹的非零偏移的传统方法，该方法在相对于v/c的二阶效应上操作，揭示了1881 ~ 1960年干涉条纹位移测量失败的原因。结果表明，在24小时观测周期内，在奥布宁斯克纬度，以太风速的水平投影在140 ~ 480 km/s之间变化。本文的第二个版本（arXiv：1003.2899v2，15.04.2010）补充了第二种寻找以太风速度的方法-通过测量干涉条纹夏季偏移与冬季偏移之比的最大季节性下降（等于~12%）。它给出了与第一种方法相同的以太风速投影值区间。一百多年来，人们一直认为迈克尔逊型干涉仪不能被调整，例如检测关于v/c的一阶效应。下面我将证明这是可能的，并且比在二阶干涉仪上更成功。与传统方法相反，在一阶干涉仪中，在半透明板上分裂后的光在一个光学介质中在两臂中传播到反射镜，并且在从反射镜反射后通过另一光学介质返回。干涉条纹的位移与介质的介电常数之差成正比。用一阶干涉仪测得的地球速度相对于光以太的水平投影与前两种方法所得结果一致。
2010-04-19 quant-ph
