Distinguishability and mixedness in quantum interference
本研究探讨量子态的可区分性与混合度对多粒子干涉的影响，通过三光子实验展示纯态与混合态在多光子干涉中的差异，对量子技术有重要意义。
2022-01-12 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
Distinguishability-induced many-body decoherence
本文证明当全同量子客体因内部未观测自由度统计混合而获得有限可区分性时，多体干涉现象随粒子数呈指数抑制，并讨论了其对冷原子与光子线路实验的影响。
2024-09-05 quant-ph
Four-Photon (In)Distinguishability Transition
我们展示了不同程度的多粒子干涉的阴谋，以确定通过四端口分束器阵列的四个光子的可调不变性的传输。某些输出事件的概率非单调地取决于可重复性的程度，这是由于不同的多粒子干扰对传输信号的贡献。
2011-03-14 quant-ph
From the Hong-Ou-Mandel Effect to Quantum Sensing: Interference of Nonclassical Light with Partial Distinguishability and Noise
Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）；University of Warsaw（华沙大学）
论文利用相空间形式论等方法，研究噪声线性干涉仪中光的非经典态干涉，用于量子信息与传感。发现多光子Fock态新零概率事件，扩展高斯玻色子采样描述，探讨与量子多参数估计联系，揭示测量不相容性是基本限制。
2026-07-07 quant-ph
Demonstration of Temporal Distinguishability in a Four-Photon State and a Six-Photon State
实验证明了四光子态和六光子态的时间可分辨性，这两种态都来自参量下转换。该实验是基于最近发现的NOON态投影测量中的多光子干涉方案。通过测量干涉倾角的可见性，我们可以区分对的时间分布中的各种情况，从而定量地确定多光子状态的时间（不）可分辨性的程度。
2006-02-01 quant-ph
Demonstration of Temporal Distinguishability of Three and Four Photons with Asymmetric Beam Splitter
利用非对称分束器，我们分别观察到了三光子和四光子的广义Hong-Ou-Mandel效应。此外，我们可以使用这种广义洪-欧-曼德尔干涉仪来表征时间可分辨性。
2007-07-21 quant-ph
Non-monotonic dependence of projection probabilities as a function of distinguishability
通常，量子叠加以及因此涉及干涉的量子态的测量投影作为增加的可测量性的函数单调地减小（或增加）。可区分性又可以是退相干的结果，例如由（同时）失去激励或由于不充分的模式匹配（故意或非故意）引起。已知对于多光子干涉的某些情况，发生投影概率的非单调衰减，这迄今为止被归因于四个或更多个双光子之间的干涉。我们表明，这种非单调的行为的投影概率是不自然的，也可以发生单光子，甚至半经典状态。因此，虽然这种效应的根源来自不可干涉性和干涉，但可以观察到这种效应的状态不需要具有特定的量子特征。
2013-11-30 quant-ph
Mode Distinguishability in Multi-photon Interference
本研究建立模型表征多光子干涉中偏振与光谱-时间模式失配对符合概率的影响，并分析其在量子网络各应用中的后果。
2025-01-24 quant-ph
Interference and Distinguishability in Quantum Mechanics
定量测量引入了两个量子态在给定测量中的不可干涉性$U$和在该测量中可观察到的干涉量$I$。它表明，这些措施服从不等式$U\geq I$，它可以被看作是一个确切的配方玻尔的要求，一个不能区分两种可能的路径的粒子，同时保持干涉现象。这个公式被应用到中子干涉仪实验Badurek等。结果表明，制定强于参数的基础上考虑这些作者的相位和光子数的不确定性关系。
1999-04-01 quant-ph
Complementarity Analysis of Interference between Frequency-Displaced Photonic Wave-Packets
研究了频移光子波包在Hong-Ou-Mandel干涉仪中的可见度与光谱可分辨性之间的互补关系。提出了$K$的一个实验定义，并在定义了一致可见性参数的情况下，对$K^2+\mathcal{V}^2\leq 1$互补不等式进行了检验.结果表明，光谱的可分辨性确实是互补的可见性和量子方面的双光子干涉现象可以检查通过采用弱相干态。
2017-05-29 quant-ph
Temporal distinguishability in Hong-Ou-Mandel interference: Generation and characterization of high-dimensional frequency entanglement
高维量子纠缠由于其高信息容量和抗误码能力，是目前量子信息处理中最具研究价值的领域之一。长期以来，利用高维纠缠的多功能方法一直被誉为量子科学和技术探索的绝对必要条件。本文利用Hong-Ou-Mandel干涉在任意维希尔伯特空间中实现了对离散频率纠缠的控制。从理论和实验上研究了二维、四维和六维频率纠缠量子比特的产生和表征，并给出了整个状态空间中纠缠维数的估计.此外，我们的策略可以推广到工程师在其他光子自由度的高维纠缠。我们的研究结果可以提供一个更全面的理解频率整形和干涉现象，并铺平了道路，更复杂的高维量子信息处理协议。
2020-10-07 quant-ph
Predictability, Distinguishability and Entanglement
最近，人们看到了一股研究热潮，集中于利用纠缠或偏振来“完成”某些波粒二象性关系。这些研究使用的对偶关系涉及路径的可预测性，而不是路径的可预测性。这些结果的量子起源在这里进行了探索，在更一般的多径量子干涉的框架。从理论上分析了多径干扰与路径检测器之间的联系，找到可预测性和可重复性。结果表明，纠缠是什么定量连接可预测性与可预测性。因此，可预测性与相干性之间的二元关系，也可以看作是可预测性、纠缠性与相干性之间的三元关系。文献中存在两种不同的对偶关系，它们分别适用于有无路径检测器的两种不同类型的干涉实验。研究结果表明，这两种对偶关系通过纠缠定量地联系在一起。在经典光学领域的新结果的根源，包括偏振相干定理，可以理解在这项工作的光。此外，在量子具有内部自由度的有趣情况下，得到的三度关系可以量化波粒二象性。这些关系也可以用来实验确定两体纠缠的程度。
2021-01-20 quant-ph
Hong-Ou-Mandel Interference
本文详细介绍Hong-Ou-Mandel干涉，探讨偏振和光谱可区分性，并给出三种光谱情况下HOM凹陷的计算方法。
2017-10-31 quant-ph
Symmetry allows for distinguishability in totally destructive many-particle interference
在激光写入波导结构的四光子干涉实验中，我们研究了对称性如何控制$J_x$幺正多体输出事件的抑制。我们表明，完全相消干涉并不需要所有之间的相互不相容性，但只有对称配对的粒子之间，在最近的理论预测一致。实验的结果是很好地描述了一个定量的模拟，占较高的顺序发射的光子源，散射网络的不平衡，部分可重复性，和光子损失。
2021-02-19 physics.optics quant-ph
Demonstration of Controllable Temporal Distinguishability in a Three-Photon State
多光子干涉是最近提出的线性光量子计算方案的核心，并且在量子信息的许多协议中起着至关重要的作用。量子干涉效应的产生是由于量子的不可逆性。迈克尔森干涉仪等光学干涉仪在单光子水平上提供了二阶相干性的测量，而洪欧曼德尔干涉仪被广泛用于描述双光子纠缠和不可逆性。然而，对于两个以上光子的系统，还没有一种有效的方法。最近，提出了一种新的干涉方案来量化多光子可分辨性的程度。在这里，我们报告了一个实验，以实现该计划的三光子的情况下。我们能够产生三个光子具有不同程度的时间可分辨性，并演示如何通过三光子干涉的可见性来表征它们。这种定量描述多光子不可逆性的方法对实现量子信息协议具有实际意义。
2006-06-14 quant-ph
Characterization of Two-Particle Interference by Complementarity
玻尔的互补原理是根据量子可以采取的各种路径的可解释性以及它产生的干涉的度量来定量地表述的。这种现象是由不同路径的单量子振幅的干涉引起的。路径的可并行性限制了量子能产生的干涉的锐度。然而，存在其他类型的量子现象，其中两粒子振幅的干涉导致两粒子干涉，如果粒子是不可区分的。Hong-Ou-Mandel（HOM）效应和Hanbury-Brown-Twiss（HBT）效应是两个众所周知的例子。然而，双粒子干涉并不像单粒子干涉那样容易定义，而且它涉及到双粒子振幅干涉的认识要晚得多。本文导出了粒子可分辨性与两粒子干涉可见度之间的对偶关系。在HOM或HBT类实验中，两个粒子的可平行性，由某种内部自由度产生，限制了它们可以产生的两粒子干涉的清晰度。我们认为，这种互补性的存在可以用来表征两粒子干涉，从而得出HOM和HBT效应在本质上是等价的，可以看作是一个单一的两粒子干涉现象的结论.
2022-07-18 quant-ph
Quantum Coherence and Path-Distinguishability of Two Entangled Particles
从理论上分析了一个纠缠粒子干涉实验，其中一个纠缠粒子（粒子1）在被固定探测器探测到之前要经过一个多缝。此外，我们还引入了一种机制，可以找出粒子1通过了n个狭缝中的哪一个。纠缠对的另一个粒子（粒子2）沿着不同的方向前进，并在可变的空间分离位置被检测到。在符合计数中，粒子2显示n-狭缝干涉。证明了粒子2的归一化量子相干性$\mathcal{C}_2$和粒子1的路径可达性$\mathcal{D}_{Q1}$受不等式$\mathcal{D}_{Q1} + \mathcal{C}_2 \le 1$约束.这是一种{ \em非定域}对偶关系，它将一个粒子的路径可达性与另一个粒子的量子相干性联系起来。
2019-02-13 quant-ph
Path Distinguishability in Double Scattering of Light by Atoms
波粒二象性发现了电子或光在无序介质中传播的自然应用，其中对输运的相干校正由两波干涉给出。对于具有内部自由度的散射体，观察到这些校正比无结构散射体预期的要小得多。通过研究一个光子被两个自旋为1/2的原子散射的基本例子--相干后向散射的案例研究--我们证明了干涉强度的损失与散射原子存储的路径信息有关。
2007-04-17 quant-ph
Impact of Polarization Distinguishability on Coherence in QIUP
本文研究QIUP中信号光子在源处偏振可区分时，生成后光学元件无法恢复干涉，强调源处不可区分性对维持相干性的根本重要性。
2025-07-09 quant-ph
Erasing Quantum Distinguishability via Single-Mode Filtering
擦除量子力学可擦除性是基本兴趣，也具有实际重要性，特别是在与量子信息处理相关的主题领域中。我们证明了一种方法，适用于光学系统中，单模滤波仅与线性光学仪器，以实现量子不可分辨性。通过“预示”的宏欧曼德尔干涉实验，我们测量和量化的提高单光子之间的不可逆性产生的自发四波混频在光纤中。实验结果与我们为这种系统开发的量子多模理论的预测非常一致，而不需要任何拟合参数。
2012-05-19 quant-ph
Erasing Distinguishability Using Quantum Frequency Up-Conversion
利用单光子频率上转换，成功地消除了两个单光子的频率可分辨性。利用色散位移光纤中自发四波混频产生的频率非简并光子对，模拟了两个处于相同时间模式但不同频率模式的通信波段单光子。这些光子的频率被转换为相同的频率，通过使用和频率产生过程中的周期性极化的锂离子酸盐波导，同时保持其时间的不可分辨性。结果，在Hong-Ou-Mandel量子干涉实验中，两个转换光子呈现出非经典的凹陷。本方案将为使用各种波长的光子的联网量子信息系统增加灵活性。
2008-10-22 quant-ph
Incoherent behavior of partially distinguishable photons
本文提出一个基无关框架，给出光子可区分性表现为随机误差的充要条件，引入类泡利扭曲操作定义非相干可区分性谱，并证明误差缓解策略的存在，为稳健光子协议奠定基础。
2025-09-08 quant-ph
Distinguishability theory for time-resolved photodetection and boson sampling
本文研究了多端口多光子干涉中，当采用具有精确时间分辨率的快速探测器时，光子的可分辨性。这样的设置是以前提出的实验实现玻色子采样与单光子。我们调查，如果快速光电探测允许规避现实的单光子在混合状态的可分辨性。为了这个目标，我们比较了两种设置中光子的可分辨性：（a）在空间干涉仪和光电探测器上相同平均（时间）轮廓中的光子不能（或具有强烈的不精确）时间分辨率，以及（b）在相同空间干涉仪和光电探测器上具有精确时间分辨率的通常不同平均时间轮廓中的光子。对于光子到达时间服从高斯分布的高斯形单光子，得到了精确的解析结果。在这两种设置中的光子的可分辨性被发现是惊人的相似。对于相同纯度的光子态，只有相同质量的实验玻色子采样可以实现使用两种设置中的任何一种。我们的结果的结论是，由于混合状态的可扩展性是光子的固有属性，无论光电探测方案。
2020-04-29 quant-ph
Three-Slit Ghost Interference and Nonlocal Duality
用波包动力学方法对纠缠光子的三缝鬼干涉实验进行了理论分析。一个非本地的对偶关系，推导出连接的路径可扩展性的一个光子的干涉可见性的其他。
2015-05-19 quant-ph
Generalized multi-photon quantum interference
光子的非经典干涉是光学量子信息处理的核心。这种效应在通用的量子门以及解决玻色子采样问题的专用量子计算机中得到了利用。尽管非经典干涉通常与完全不可区分的光子有关，但这仅代表简并情况，在现实实验条件下难以实现。在这里，我们利用可调谐的可调谐性来揭示多光子非经典干涉的全谱。这一点，我们调查在理论和实验上通过控制延迟时间的三个光子注入到一个集成的干涉网络。我们推导出整个符合景观，并确定过渡矩阵固有的理想适合的功能来描述广义的情况下，输入光子与任意的可重复性。我们引入了一个紧凑的描述，利用一个自然的基础，其中包括从干涉网络的输入状态，从而提供了一个有用的工具，甚至更大的光子数。
2015-02-12 quant-ph
Interference contrast in multi-source few photon optics
近年来，许多实验采用多个参量下转换（PDC）光源来实现多光子干涉。这种干涉在量子信息中有应用。我们在这里研究如何影响由于光子统计，错位，和部分的PDC对源自不同的来源可能会降低在多光子实验中的干涉对比度。
2009-05-22 quant-ph
Distinguishability in quantum interference with the squeezed states
发展了压缩真空态在幺正线性干涉仪上量子干涉的可分辨性理论。结果表明，施密特模上光子对的纠缠是量子纠缠的来源之一。通过$n$光子对的内部状态的对称部分来量化可分辨性，其归一化$q_{2n}$是$2n$光子干扰为不可分辨的概率。对于两对光子$q_{4}=(1+ 2\mathbb{P} )/3$，其中$\mathbb{P} $是压缩态的纯度（$K=1/\mathbb{P} $是施密特数）。对于固定纯度的$\mathbb{P}$，概率$q_{2n}$在$n$中呈指数快速下降。例如，在H.- S.~ Zhong \textit{et al} [Science \textbf{370}，1460（2020）]，对于平均光子数$2n\ge 43$，所获得的纯度$\mathbb{P}\approx 0.938$给出$q_{2n}\lesssim 0.5$，即，接近于$n$不可区分光子对和$n$可区分光子对之间的中线。在所有结果的推导过程中，基于全同玻色子的希尔伯特空间的粒子分解的一阶量子化表示是一个不可缺少的工具。该方法也可以应用于广义（非高斯）压缩态，如最近在三光子参量下转换中产生的压缩态。
2022-06-02 math-ph math.MP quant-ph
Simulability of Imperfect Gaussian and Superposition Boson Sampling
研究了在光子可分辨性非零的情况下经典模拟高斯玻色子采样的困难性。我们发现，类似于常规玻色子采样，可重复性导致高斯玻色子采样中的多光子干涉项的指数衰减。除了在矩阵持久性理论中的一个公开问题，这导致了一个有效的经典算法来模拟高斯玻色子采样的存在下的可扩展性。我们还研究了一种新的形式的玻色子采样的光子数叠加态的基础上，我们也表明噪声敏感性。这种叠加玻色子采样在零可测性下用我们的方法是不可模拟的，这一事实是这个问题的计算难度的第一个证据。
2019-11-22 quant-ph
Frequency and temporal effects in linear optical quantum computing
通常，线性光学量子计算（LOQC）模型假设所有输入光子是完全不可区分的。在实践中，将不可避免地存在与光子和实验设置相关的非理想性，这将在光子之间引入一定程度的可互换性。我们考虑一个非确定性的光学受控非门，一个基本的LOQC门，并检查其操作的时间和光谱的可扩展性的效果。我们还考虑了利用非理想光子计数器，它具有有限的带宽和时间响应的效果。
2005-03-31 quant-ph
Non-monotonic quantum to classical transition in multiparticle interference
我们通过实验证明了真正的多粒子干涉信号对粒子相互可区分性的非单调依赖性。我们的理论分析表明，这种非单调性是两个以上粒子的多粒子关联函数的量子到经典跃迁的普遍特征。
2011-09-08 quant-ph
Discriminating distinguishability
粒子的相干性是量子技术的一个重大挑战，特别是光子学，其中Hong-Ou-Mandel（HOM）效应清楚地表明它对量子干涉是有害的。我们在第一次量子化中采用表示论方法，将粒子的希尔伯特空间分成我们控制的自由度和我们不控制的自由度，产生一个受量子信息启发的二分模型，在这个模型中，可伸缩性可以作为与粒子本身所携带的环境的相关性而出现。这清楚地表明，HOM实验是（混合）状态判别协议的一个实例，该协议可以推广到干涉仪，该干涉仪可以明确区分理想的不可区分状态和感兴趣的可区分状态，从而限制任意HOM概括多个粒子和模式的成功概率。在详细阐述了第一量子化形式主义之后，我们考虑了几种情况，并提供了九种模式中最多九个光子的分析和数值结果的组合。虽然量子傅里叶变换的特点突出，我们看到，它是次优的区分完全可区分的状态。
2018-06-04 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
Unraveling quantum phase estimation: exploring the impact of multi-photon interference on the quantum Fisher information
本研究通过理论和实验全面表征四光子干涉，发现部分可区分的多光子态在特定相位下能比双光子实验获得更高的Fisher信息，从而提升量子计量精度。
2025-04-25 quant-ph
Quantum Interference of Tunably Indistinguishable Photons from Remote Organic Molecules
我们证明了双光子干涉使用两个远程单分子作为明亮的固态源不可区分的光子。通过改变一个分子的跃迁频率和光谱宽度，我们调谐和探索光子可调谐性的影响。我们讨论了未来的改进单光子束的亮度，他们的集成芯片上的大量，和我们的实验方案的扩展到遥远的分子的耦合和纠缠。
2009-11-16 quant-ph
Partial Polarization by Quantum Distinguishability
部分偏振是与光束相关联的两个相互正交的横向场分量之间的相关性的表现。我们从理论和实验上表明，这种相关性的起源可以是纯粹的量子力学。我们进行了一个双路一阶（单光子）干涉实验，并证明了从干涉仪的输出出现的光的偏振度取决于路径可分辨性。我们使用两种独立的方法来控制光子路径的可伸缩性。虽然在一种方法中引入的可擦除性可以通过对叠加光束执行适当的测量来消除，但是在另一种方法中引入的可擦除性不能被消除。我们表明，只有当这两种类型的可折叠性存在的光束是部分偏振。我们的主要结果是偏振度的依赖性上的不可测性，这是不能解释的经典（非量子）理论的光。
2015-10-14 physics.optics quant-ph
Multipath Wave-Particle Duality in Classical Optics
众所周知，在经典光学中，在双光束干涉中，干涉的可见度与两光束的光学相干性有关。利用这种相互相干性可以导出波粒二象性关系。本文在多径干涉的更一般的背景下分析了经典光学中的波粒二象性问题。引入了干扰可见性和路径可分辨性的新定义，从而得到了多径干扰的对偶关系。可见度与一个新的多点光学相干函数有关。
2020-06-03 quant-ph
Efficient algorithm for boson sampling with partially distinguishable photons
我们演示了如何玻色子采样与光子的部分可分辨性可以表示在较少的光子的干扰。我们利用这一观察，提出了一个经典的算法来模拟玻色子采样器的输出与光子的部分可分辨性。我们发现该算法是有效的条件，这给了一个下限所需的不变性，以证明一个量子优势。在这些条件下，增加更多的光子只是多项式地增加了模拟玻色子采样实验的计算成本。
2017-07-10 quant-ph
Testing multi-photon interference on a silicon chip
大型多端口干涉仪中的多光子干涉是线性光学量子计算的关键，特别是玻色子采样。硅光子学使复杂的干涉电路与许多组件在一个小的足迹，并有可能将这些实验扩展到更多的干扰模式。然而，损耗通常限制了在该平台上实现多光子实验。在这里，我们利用高效率的光栅耦合器将明亮而纯净的基于ppKTP波导的量子光源与硅电路相结合。我们在多达15种模式中干扰多达5个光子，通过将结果与各种模型（包括光子之间的部分可分辨性）进行比较，验证真正的多光子干涉。
2019-09-06 quant-ph
Quantum fingerprinting using two-photon interference
我们提出了一个量子指纹协议依赖于双光子干涉，不需要一个共享的相位参考之间的各方准备携带数据指纹的光信号。我们表明，该协议的缩放，在可传输的经典信息方面，是类似于最近提出的和演示的方案的基础上相干脉冲和一阶干扰，提供可比的优势，经典的指纹识别协议，而无需访问共享的先验随机性。我们分析的协议，考虑到非泊松光子统计的光信号和各种缺陷，如传输损耗，暗计数，和剩余的可扩展性。这些影响对协议性能的影响是量化的帮助下，的balloff信息。
2017-10-06 quant-ph
Beyond coincidence: using all the data in Hong-Ou-Mandel interferometry
Hong-Ou-Mandel效应提供了一种通过测量在分束器处干涉的两个光子的聚束率来确定光子对的可分辨性的机制。特别感兴趣的是时间上的可重复性，其可用于探测时间延迟。光子探测器本身提供了一些时间信息，然而，虽然这种分辨率可能使干涉测量技术相形见绌，但典型的分析将干扰减少到二元事件，忽略了探测器中的时间信息。通过模拟探测器的数量和时间分辨率，我们证明了更大的精度比重合率或时间数据单独提供。此外，额外的信息可以允许同时估计时间延迟以及校准参数，从而打开免校准协议的可能性并接近量子Cramér-Rao界限的精度。
2020-07-30 quant-ph
Towards Simultaneous Observation of Path and Interference of Single Photon in a Modified Mach-Zehnder Interferometer
波粒二象性的经典智慧认为，同时观察微观物体的波粒性质是不可能的。在数学上，该原理要求干涉可见度V和哪条路径可分辨性D满足平方（V）+平方（D）<=1的正统极限。本文提出了一种新的单光子波粒二象性检验实验，并令人信服地证明了突破极限的可能性。干涉仪的关键元件是弱散射全内反射棱镜表面，其表现出显著的单光子干涉，能见度高达0.97，同时提供0.83的路径可分辨性。显然，平方（V）+平方（D）=1.63远远超过了单光子波粒二象性原理所规定的正统极限。人们期望未来更精密的实验能够证明平方（V）+平方（D）接近2的终极状态，并为当代量子力学的基础提供新的线索。
2019-08-14 physics.optics quant-ph
Interference Visibility and Wave-Particle Duality in Multi-Path Interference
多径干涉中的波粒二象性尽管近年来取得了实质性的进展，但仍存在许多问题。实验表明，在特定条件下，在多路径实验中获取路径信息实际上可以增加干扰的可见性。因此，有人认为，在多路径干涉实验中，干扰的可见性和“哪条路径”的信息并不总是互补的可观测量。本文根据光路对的干涉强度之和，提出了一种新的波粒二象性关系，即使在上述的特殊情况下，这种关系也是始终成立的。这个活力的总和被证明与最近引入的相干性度量有关。作为结果之一，它提供了一种新的方法来实验测量的相干性在多路干涉实验。作为另一个结果，这种关系提出了一种简单的方法来测量多径干扰的路径可扩展性。此外，还解决了多径干涉中有关波粒二象性的几个悬而未决的问题。
2019-10-09 quant-ph
Reversed interplay of quantum interference and which-way information in multi-photon entangled states
报道了双模三光子纠缠Fock态$|2, 1\rangle$ + $|1, 2\rangle$入射到双端口平衡分束器上的多光子量子干涉的实验研究。当两个输入路径之间的可重复性增加时，我们观察到量子干涉信号的减少，然后是量子干涉信号的复苏。我们将这种不寻常的行为归因于不同数量的干扰光子之间的竞争。我们的理论分析表明，这种现象将发生在任何形式为$|N, M\rangle$ + $|M, N\rangle$的纠缠Fock态输入，其中M，N > 0。我们的结果表明，波粒二象性可能会引起广泛的，在很大程度上未被探索的，多粒子干涉现象。
2017-03-03 quant-ph
Distinguishability and "which pathway" information in multidimensional interferometric spectroscopy with a single entangled photon-pair
相关光子激发了大量与计量学相关的平台，这些平台受益于量子（反）相关性，并优于经典光平台。虽然这种演示主要集中在纠缠，光子交换相位和可纠缠度的作用还没有被广泛利用在量子增强应用。使用干涉仪设置，我们表明，即使在低度纠缠，当双光子波函数耦合到物质，它是一个可靠的编码“哪条路径？“信息。一个干涉交换相循环协议的开发，使微观相互作用的历史（途径）之间的相位敏感的歧视。我们发现，量子光干涉有利于完全不同的一组时间延迟变量，这是不受不确定性的波包的带宽倒数。我们说明了我们的研究结果的激子模型系统，并演示了如何探测带内移相在时域没有时间分辨率的检测。讨论了多光子符合与外加光强的奇异标度关系。
2021-07-12 quant-ph
Momentum-resolved two photon interference of weak coherent states
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
Polarization entanglement by time-reversed Hong-Ou-Mandel interference
纠缠源是量子技术中的一种使能资源，突破纠缠产生速率和质量的极限是走向实际应用的必要前提。在这里，我们提出了一个超亮源的偏振纠缠光子对的时间反演的Hong-Ou-Mandel干涉的基础上。通过在偏振分束器上叠加四种成对产生的可能性，成对的相同光子被分离成两个空间模式，而不需要通常的波长可互换性或非共线发射角。我们的源产生高保真度的偏振纠缠和高对生成率，而不需要任何主动干涉稳定，这使得它成为各种应用的理想候选人，特别是那些需要不可区分的光子。
2019-08-01 quant-ph
Quantum Coherence and Distinguishability as Complementary Resources: A Resource-Theoretic Perspective from Wave-Particle Duality
该研究从资源理论视角出发，将量子相干性与经典可区分性作为互补资源，证明正交纯态系综中相干比特与经典比特之和有界，揭示二者固有权衡，为波粒二象性及量子资源操控提供新见解。
2025-06-27 cs.IT math.IT quant-ph
Precise tuning of single-photon frequency using optical single sideband modulator
保持单光子量子特性的频率变换是实现光子量子通信系统灵活组网的重要技术。在这里，我们展示了一个灵活的计划，接口不同颜色的光子使用光学单边带（OSSB）调制器。通过改变驱动调制器的射频信号，我们可以很容易地改变和精确地调整单光子的频率。利用OSSB调制器，我们成功地消除了非简并光子对的频率可调性，获得了可见度超过90%的Hong-Ou-Mandel干涉。我们还证明了可重复性的水平可以通过OSSB调制器精确地控制。我们期望OSSB调制器能为实现先进的量子信息系统提供一个简单而灵活的光子接口。
2020-03-10 quant-ph
Linear-optical four-dimensional Bell state measurement with two-photon interference
本研究理论探讨了线性光学下基于双光子干涉的四维贝尔态测量，将16个态分为7组或12组，分别实现2.81和3.58比特的信道容量，对光子超密编码有重要意义。
2025-01-22 quant-ph
Interfering distinguishable photons
量子力学的中心原理之一是，如果有多条路径导致同一事件，并且没有办法区分它们，就会发生干涉。通常认为，在系统的准备、演化或测量中的区分信息足以破坏干扰。例如，在杨氏双缝实验中确定粒子的狭缝，或者在双光子Hong-Ou-Mandel效应中使用可区分的光子，可以区分导致检测事件的路径，因此在这两种情况下干涉都消失了。值得注意的是，对于三个以上的独立量子粒子，所准备的态的可分辨性并不是多粒子干涉消失的充分条件。在这里，我们通过实验证明了这一点，为四个光子准备成对可区分的状态，从而从根本上挑战多粒子干涉的直觉。
2020-01-22 quant-ph
Postselective quantum interference of distinguishable particles
我们表明，完全可区分的粒子是可能的干扰postselectively没有操作上，或实际上有任何知识，区分自由度。特别是，我们发现一个家庭的三模式空间干涉仪，输入时，说，一个红色光子在端口1和端口2的绿色光子，产生一种状态，这样当真空检测在一个输出，在其他两个输出的两个光子将通过HOM测试，尽管他们的频率自由度保持不变。在此过程中，我们基于粒子“系统”和“标签”自由度之间的施密特分解开发了一种可区分性的通用方法，对应于多体物理学中所谓的幺正-幺正二元性。这也给出了对第一和第二量化图像之间的关系的洞察，这在将其他量子信息概念从前者带到后者中是有用的。
2016-08-19 quant-ph
Quantum erasure within the Optical Stern-Gerlach Model
在光学Stern-Gerlach效应中，当进行场测量时，进入的原子包分裂的两个分支可以在腔外显示干涉图案，从而消除了系统可以遵循的量子路径上的哪条信息。相反，仅仅获得该信息的可能性就引起消相干效应，该消相干效应抵消了干涉图案。通过相空间分析，研究了Wigner函数的负性及其协方差矩阵与量子路径可重性之间的关系。
2005-02-11 quant-ph
Beating the Shot-Noise Limit with Sources of Partially-Distinguishable Photons
量子精密测量承诺的高精度测量超出了任何经典技术的能力，并有可能成为不可分割的调查技术。然而，所有的传感器必须容忍的缺陷，如果他们是实用的。在这里，我们表明，光子完全重叠的模式，因此完全无法区分，不需要量子增强测量，部分可区分的光子不需要进行工程设计，以减轻可重复性的不利影响。我们量化的可分辨性对量子精密测量实验的影响，并报告实验结果，以验证包含部分可分辨光子的两光子和四光子状态可以实现量子增强的灵敏度与低可见度量子干涉。这表明产生具有混合光谱状态的光子的源可以容易地用于量子精密测量。
2016-12-30 quant-ph
