Proposal for demonstrating the Hong-Ou-Mandel effect with matter waves
宏欧曼德尔效应（HOM）是一个惊人的示范破坏性量子干涉之间的不可区分的玻色子对，实现到目前为止，只有无质量的光子。在这里，我们提出了一个实验，可以实现这种效果的物质波制度，通过碰撞产生的两个玻色-爱因斯坦凝聚体，并受到两个激光诱导布拉格脉冲的对关联原子。我们制定了一种新的测量协议，适用于多模物质波场，这-不像典型的双模光学的情况下-绕过需要重复测量下不同的位移设置的分束器，从而大大减少了实验运行所需的映射出的干涉可见度的数量。该协议可用于相关的物质波计划，在这里，我们专注于凝聚碰撞，并通过模拟整个实验，我们预测HOM下降能见度约69%。通过大于50%，这样的可见性突出了原子之间的强量子相关性，并为在相关的Rarity-Tapster设置中可能演示大质量粒子的贝尔不等式违反铺平了道路。
2014-04-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Reply to "Comment on 'Why interference phenomena do not capture the essence of quantum theory' "
我们的文章[arXiv：2111.13727（2021）]认为，传统上被认为是有问题的干涉现象学实际上并没有抓住量子理论的本质-与费曼和许多其他人的主张相反。它通过证明一个物理理论的存在来做到这一点，我们称之为“玩具场论“，它再现了这种现象学，但并没有牺牲经典世界观。在他们的评论[arXiv：2204.01768（2022）]中，Hance和Hossenfelder对我们的主张提出了质疑。纠正其中发现的错误主张，并回应他们的批评，为我们提供了一个机会，以进一步澄清我们的文章中的一些想法。
2022-07-24 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
Error Interference in Quantum Simulation
Tsinghua University（清华大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；Peking University（北京大学）
本文提出一种新方法，通过多段估计长期算法误差，建立了描述算法误差干涉的框架，并识别了严格误差干涉的条件，为量子模拟的误差分析提供了新方向。
2024-11-08 cs.DS 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
Geometric Phase as the Key to Interference in Phase Space : Integral Representations for States and Matrix Elements
我们将几何相位的思想应用于相干态，以揭示连续变量笛卡尔量子系统相空间描述中的干涉现象。与杨氏干涉的特征在于路径长度相反，相空间干涉原来是由面积决定的。激励的想法是Pancharatnam的概念"在相位"的希尔伯特空间向量。应用于超完备相干态族，我们得到了各种物理意义的态，如位置、动量、Fock态和压缩真空的首选一维积分表示。这些是特殊的意义上的"同相叠加"。在完全量子力学的背景下，面积的考虑自然出现。有趣的是，Q函数沿着这样的叠加线最大化。我们也得到了一个新的视角对玻尔索末菲量子化条件。最后，我们使用我们的精确积分表示，以获得渐近展开的状态重叠和矩阵元素，导致相空间面积的考虑类似于前面提到的那些开创性的工作Schleich，惠勒和合作者，但现在从几何相位的角度。
2018-12-18 quant-ph
Tuneable quantum interference in a 3D integrated circuit
集成光子学有望解决量子光学中的稳定性、复杂性和尺寸问题。可调谐和非平面集成平台的进步，如激光刻写光子学，继续使计算和计量学中的量子优势的实现更加接近，也许最容易在多路干涉测量中看到。在这里，我们演示了在芯片级3D多路干涉仪中控制双光子干涉，与单光子测量相比，显示出降低的周期性和增强的可见性。观察到的非经典vibration是广泛可调的，并解释了基于经典测量的理论预测。通过这些预测，我们提取了接近理论最大值的Fisher信息，证明了该设备用于量子增强相位测量的能力。
2014-09-26 quant-ph
Two-photon interference: the Hong-Ou-Mandel effect
近30年前，双光子干涉被观测到，标志着一个新的量子时代的开始。事实上，双光子干涉没有经典的类似物，这使它在一系列应用中具有明显的优势。量子物理学的特性现在可以用来帮助我们超越经典计算，安全地传递信息，模拟高度复杂的物理系统，并提高精确测量的灵敏度。这种从经典物理到量子物理的分离促使物理学家研究费米子和玻色子量子物体的双粒子干涉。到目前为止，除了等离子体激元之外，还观察到了大质量粒子（例如电子和原子）的两粒子干涉，证明了这种效应对更大、更复杂的量子系统的影响程度。这种量子效应的一系列新的应用在未来是可以预期的。因此，本综述将涵盖的进展和应用的双光子（两个粒子）干涉在过去的三十年。
2020-06-16 physics.optics quant-ph
Quantum Interference in Atomic Systems
本文探讨了量子干涉在原子系统中的三种表现形式（光学干涉、原子干涉和原子自干涉）及其在量子信息处理、精密测量和导航等领域的深远科学意义。
2025-02-03 quant-ph
Improving quantum interference visibility between independent sources by enhancing the purity of correlated photon pairs
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司基础研究实验室）
通过提高相关光子对的纯度，研究提高了独立光源间的量子干涉可见度，并实现了更高的三重巧合率，以增强多光子时间槽GHZ态的生成效率。
2026-01-09 quant-ph
Quantum interference between distant creation processes
本研究提出生成宏观量子系统的新方法，通过产生相距最远70米的相干叠加态光子对，验证量子系统产生过程可跨宏观距离，为量子基础实验及分布式特性高精度测量提供新可能。
2023-04-07 quant-ph
Generalised phase kick-back: the structure of computational algorithms from physical principles
量子计算的出现挑战了经典的概念，即在我们的物理世界中，哪些问题是可以有效解决的。这激发了对物理原理如何约束计算能力的一般研究。在本文中，我们表明，量子计算的一些基本机制-即可逆控制变换和相位反冲机制-存在于任何操作定义的理论与一致的信息概念。这些结果为探索支撑计算算法结构的物理学提供了工具。我们使用这些结果来研究干扰行为和计算能力之间的关系，表明非平凡的干扰行为是后经典计算的一般资源。在证明上述内容时，我们将后量子干涉（Sorkin的高阶干涉）与后量子粒子类型的存在联系起来，这可能为高阶干涉提供了一种新的实验测试。最后，我们推测，具有后量子干涉的理论可以解决即使在量子计算机上也难以解决的问题。
2018-07-04 quant-ph
Interference of short optical pulses from independent gain-switched laser diodes for quantum secure communications
自诱骗态技术问世以来，相位随机化的弱相干光脉冲一直是提高量子通信实用性的关键。它们的超快产生是通过紧凑的增益开关（GS）激光器完成的，从而导致量子密钥分发（QKD）中的高密钥速率。最近，出现了一个问题，即是否可以使用相同的激光器来实现高速测量设备无关的QKD，这是一种承诺长距离量子通信不受所有检测器攻击的方案。为此，需要在独立的皮秒光脉冲之间进行具有挑战性的高可见度干涉。在这里，我们通过演示在1GHz触发的两个独立GS激光器的高可见度干涉来肯定地回答上述问题。结果是通过仔细的激光频率啁啾和时间抖动的特性。通过将这些量与干扰可见度相关联，我们获得了实验数据的无参数验证和可实现的密钥速率的数值模拟。这些发现对利用GS激光器的其他应用，包括随机数生成和标准QKD是有益的。
2015-01-08 quant-ph
Quantum Interference of Stored Coherent Spin-wave Excitations in a Two-channel Memory
量子存储器是长距离量子网络和量子计算中的重要组成部分。在冷原子介质中，单光子水平上的相对长寿命单通道存储已经取得了重要进展。然而，存储双通道自旋波激发（SWE）的量子位存储器仍然面临挑战，包括由拉莫尔过程、波动的环境磁场以及两个通道之间的相对相位的操纵/测量引起的限制。在这里，我们展示了一个理想的三脚架原子系统中的两个通道的存储方案，其中的总读出信号表现出建设性或相消干涉时，两个通道的慢波元件检索由两个读取光束具有可控的相对相位。实验结果表明所存储的SWE之间存在量子相干性。基于这样的相敏存储/检索方案，测量的两个SWE和拉比振荡之间的相对相位，以及消除的崩溃和复苏的读出信号，实验证明。
2010-06-29 quant-ph
Two-particle quantum interference in a nonlinear optical medium: a witness of timelike indistinguishability
研究将Hong-Ou-Mandel效应扩展至非线性光学体系，通过参量下转换晶体实现类时量子干涉，实验证实透射与重生光子对的相消干涉导致单对光子检测概率受抑，为生成多模量子非高斯态提供新工具。
2025-02-03 quant-ph
A Versatile Hong-Ou-Mandel Interference Experiment in Optical Fiber for the Undergraduate Laboratory
本文提出一种基于光纤和商用双光子源的HOM干涉实验装置，以熔融光纤耦合器替代传统分束器，降低对准难度并支持温度调控频率简并性，适合本科实验室研究相干长度与干涉可见度。
2024-09-04 physics.ed-ph quant-ph
Efficient Evaluation of Optical Quantum Modules via Two-Photon High-Dimensional Interference
针对光学量子模块测试校准需求，提出基于高维Hong-Ou-Mandel干涉的双光子评估方法，利用多自由度编码降低测量资源，并在可编程硅光子芯片上完成验证。
2025-01-09 quant-ph
Scalable Liquid-Crystal Integrated Silicon Nitride Photonic Circuits for Reconfigurable Quantum Interference
Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）；Korea University（高丽大学）；Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）
本文提出了一种基于液晶的相位调制器，实现了高可见度的量子干涉，展示了硅氮化物平台在量子光子电路中的可扩展性和能效。
2026-05-08 physics.optics quant-ph
More Causes Less Effect: Destructive Interference in Decision Making
Linnaeus University（林奈大学）；Oakland University（奥克兰大学）；University of Leicester（莱斯特大学）
我们提出了一个新的实验，证明破坏性干扰客户的产品故障的条件概率的估计。我们从消费品制造商的角度出发，考虑两种因果关系。虽然单独的原因的效果是相似的，但可以观察到，当这两个原因结合起来时，会产生相反的效果。这种两个或更多个原因的负面干扰可以被利用来更好地建模发生在客户头脑中的认知过程。这样做可以提高制造商能够设计出更好的产品的可能性，或者其中的一个功能。量子概率已经被用来解释一些常见的偏差，如问题顺序和响应可复制性效应，以及解释悖论，如违反确定性原则，以及Machina和Ellsberg悖论。在这项工作中，我们提出的结果进行了调查，关于多个观察到的症状对车辆的驾驶性能的影响。我们表明，一组的响应不能用经典概率解释，但量子公式很容易模拟它，因为它允许事件之间的积极和消极的“干扰”。由于量子公式主义也解释了经典概率的预测，它为工程设计和行为经济学中的决策行为建模提供了更丰富的范式。
2021-06-20 cs.AI quant-ph
Superconducting Quantum Interference Devices based on InSb nanoflag Josephson junctions
本文制备并研究基于 InSb 纳米旗约瑟夫森结的 SQUID，通过栅压调控干涉与高次谐波效应，测得低磁通噪声并验证其纳米磁测潜力。
2025-04-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Interfacing scalable photonic platforms: solid-state based multi-photon interference in a reconfigurable glass chip
本研究将量子点多光子源与可重构玻璃芯片结合，实现高速三光子干涉，并预测未来可支持约40 Hz的十光子实验。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Trajectories based on the Weak Value
由于不确定原理，单个粒子的轨道概念在量子力学中被严格禁止。尽管如此，弱值，这已被提出作为一个新的和可测量的量定义的任何量子可观察，可以提供一个可能的描述的轨迹，由于其统计性质的价值。在本文中，我们探讨的物理意义，通过考虑各种情况下，干扰发生的同时观察粒子，这是在原型量子的情况下，没有经典的治疗提供了这种弱轨迹。这些包括双缝实验和劳埃德镜，在前一种情况下，有人认为，弱轨迹的实部描述了一个平均值超过可能的经典轨迹参与的过程中，虚部是有关的变化的干扰。结果表明，弱轨线的平均解释普遍成立的复概率定义下，从给定的过渡过程。这些特点基本上保持不变的情况下，劳氏镜的干涉发生在一个单一的狭缝。
2015-03-05 quant-ph
Quantum Effects at Low Energy Atom-Molecule Interface
分析了冷原子与双原子分子相互转换中的量子干涉效应。在Fano理论的框架下，提出了原子分子量子动力学的连续束缚各向异性缀饰态形式。这种形式主义是适用于光和磁关联强耦合制度。讨论了法诺效应在超冷原子-分子跃迁中的意义。低能原子-分子界面上的量子效应对于探索尚未探索的参数区域中的相干现象具有重要意义。
2013-01-20 physics.atom-ph 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
Ultranarrow spectral line of the radiation in double qubit-cavity ultrastrong coupling system
超强耦合系统在量子模拟和量子计算中具有重要的研究意义。本文研究了两个量子比特与单模腔超强耦合的电路QED系统的超箭谱。在超超临界区，JC模型崩溃，量子拉比哈密顿量中的反旋转项导致能谱中的能级反交叉。在避免能级交叉点处选择一个单光子驱动场，可以得到一个等效的四能级修饰态模型，其中两个中间态的耗散只与量子比特的衰变有关。由于这两个亚稳态的电子搁置，腔发射光谱中出现了一个窄峰。此外，我们还发现光谱窄化的物理根源是真空诱导的两条跃迁路径之间的量子干涉。并且这种干涉效应将密度矩阵的缓慢衰减的非相干分量耦合到边带的方程中。这一结果为研究超超临界系统中的量子干涉效应提供了可能。
2021-07-13 quant-ph
Chaotic Interference and Quantum-Classical Correspondence: Mechanisms of Decoherence and State Mixing
著名的尼尔斯·玻尔的量子-经典对应原理指出，经典力学是更一般的量子力学的极限情况。这意味着“在某些条件下”量子运动定律变得等同于经典定律。其中一个条件是相当明显的：与普朗克常数相比，相应的经典作用量应该非常大。但这个条件是不够的。抑制量子干涉效应（“退相干”）是理解玻尔原理的首要现象。本质上，这个问题具有相当普遍的性质，在非线性经典混沌量子系统的情况下具有特殊的意义。虽然相位关联的快速衰减是经典动力学混沌的基本特征，但“量子混沌”本身并不能破坏量子相位相干性。严格地说，任何初始纯的量子态在任意长的幺正演化过程中都保持纯态。基本上，非相干混合态（退相干）的形成仅来自混合初始态的制备过程或与噪声环境的相互作用。仅仅是退相干就把量子世界和经典世界连接起来了。详细分析了Peres保真度、态纯度、Shannon熵和冯诺伊曼熵的时间行为的特殊性。我们展示了退相干的方式出现在周期性驱动的系统，可以与拉姆齐型离子阱干涉实验。最后，考虑了弹道电子量子输运中由于与无序环境相互作用而引起的退相干。
2013-11-20 nlin.CD quant-ph
High-Precision Measurement of Time Delay with Frequency-Resolved Hong-Ou-Mandel Interference of Weak Coherent States
本研究提出一种基于频率分辨HOM干涉的高精度时间延迟测量方法，利用弱相干态和SPAD阵列，在相干时间远大于延迟时实现亚皮秒级精度提升。
2025-12-12 quant-ph
On the role of coherence for quantum computational advantage
本文引入路径相干性度量，基于路径求和形式提出经典算法估计量子跃迁振幅，揭示相干性在量子计算优势中的关键作用，并用于经典模拟量子计算。
2025-10-09 quant-ph
Benchmarking of Gaussian boson sampling using two-point correlators
高斯玻色子采样是一种很有前途的方案，用于证明使用实验室中可访问的光子态的量子计算优势，从而提供可扩展的量子光源。在这篇文章中，我们研究了两点光子数关联函数，以深入了解光网络中高斯态的干涉。我们调查的统计签名，使我们能够区分经典量子干涉的特性。在对比玻色子采样的典型实施，我们发现额外的贡献的关联函数的研究中干高斯状态的相位依赖性，这是不可观察的，当福克状态干扰。使用前三个时刻，我们制定了实验观察签名的高斯态的量子干涉只使用两个输出所需的工具。通过考虑目前的建筑限制在现实的实验中，我们进一步表明，量子和经典干涉之间的统计显着的歧视是可能的，即使在存在的损失，噪声和有限的光子数分辨率。因此，我们制定和应用一个理论框架来衡量现实条件下高斯玻色子采样的量子特性。
2019-02-21 quant-ph
Quantum Optical Neuron for Image Classification via Multiphoton Interference
Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Università degli Studi di Pavia（帕维亚大学）
本文提出了一种基于多光子干涉的量子光学图像分类器，通过空间可编程单光子的Hong-Ou-Mandel干涉实现无相机的图像识别，具有高精度和抗噪声能力，展示了在光限制条件下高效的信息处理方法。
2026-03-30 quant-ph
Quantum Imaging of Birefringent Samples using Hong-Ou-Mandel Interference
Universidade do Porto（波尔图大学）；INESC TEC（葡萄牙科技研究所）
本文提出利用量子干涉技术实现双折射样品的高精度成像，通过优化光源和干涉仪设计，提高了对偏振效应的灵敏度并降低了对样品厚度的依赖。
2025-12-22 physics.optics quant-ph
Engineering quantum states from a spatially structured quantum eraser
本研究结合量子擦除与结构光技术，通过空间调制光子极化实现局部可调的量子擦除器，定制量子干涉以生成无经典对应物的空间结构化多光子态，在量子计量、显微和通信领域具重要潜力。
2023-06-24 physics.optics quant-ph
Quantum transduction is enhanced by single mode squeezing operators
量子转换是扩展分布式量子架构的重要组成部分，并且基于各种物理平台积极追求。然而，证明具有正量子容量的换能器在实践中仍然具有挑战性。在本工作中，我们讨论了一种新的方法，放宽阻抗匹配条件到半阻抗匹配条件，这是通过在电光转换器中引入双光子驱动来实现的。我们表明量子转导能力可以增强，并可以理解在一个简单的干涉图的帮助下布洛赫弥赛亚分解。确定了具有正量子容量的参数区域，并比较了有无驱动的情况，表明参数驱动诱导的增强在演示量子态转换方面确实有前途，并且有望提高各种物理平台的转导性能。
2022-05-08 quant-ph
50-km fiber interferometer for testing gravitational signatures in quantum interference
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；University of Vienna（维也纳大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
本文提出了一种50公里光纤干涉仪，实现了单光子级别的相位灵敏度，用于探测引力引起的量子干涉信号。
2025-11-28 gr-qc quant-ph
