An x-ray quantum eraser setup for time-energy complementarity
首次利用X射线的时间-能量互补关系，对一种新的量子擦除器进行了理论研究。出发点是在核前向散射装置中驱动两个核超精细跃迁的X射线量子之间的干涉过程。我们表明，哪一个方向的信息，可以通过标记的散射路径与正交偏振态，从而导致干涉图案的消失。反过来，擦除的哪一个方向的信息导致再现的干涉条纹。提出了两种利用核靶共振散射实现X射线量子擦除的方案，并设计了相应的标记程序。
2016-08-24 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
The photon, its mode function and complementarity
我们探测的互补原理进行双缝实验的基础上产生的自发参量下转换从一个泵模式在TEM 01模式的纠缠光子。我们的设置带来了需要仔细选择的信号，闲频光子对我们的可见性和可重复性的研究。事实上，当信号光子在双缝干涉属于这种双峰模式，我们获得几乎完美的干涉条纹的可见性和没有“哪条缝”的信息是可用的。然而，当我们通过探测纠缠的闲频光子来打破模式的两个最大值之间的对称性时，通过狭缝的路径变得可分辨，可见性消失。它是由检测系统选择的光子的模式函数，决定是否干涉，或“哪个狭缝”的信息在实验中是可访问的。
2018-08-06 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
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
Quantitative complementarity in two-path interferometry
本文将Greenberger和Yasin提出的玻尔互补性的定量公式应用于某些已有解析表达式的物理情形。这包括各种传统的双缝实验，也包括粒子振荡，如中性-K介子系统，以及相同原子核的莫特散射。对于所有这些情况，可以实现统一的描述，包括一个新的参数，$ν$，它量化的条纹的有效数量，可以观察到在每个特定的干涉设置。
2003-11-26 hep-ph nucl-th quant-ph
Violation of the principle of Complementarity, and its implications
玻尔的互补原理预言，在welcher weg（“哪条路”）实验中，获得完全可见的干涉图样将导致路径知识的破坏。在这里，我报告一个失败的预测，在光学干涉实验。相干激光穿过双针孔并允许穿过会聚透镜，其形成各个针孔的良好分辨的图像，从而提供完整的路径知识。然后，将一系列细线放置在先前测量的位置处，该位置对应于透镜上游的干涉图案的暗条纹。没有减少的分辨率和总辐射通量的图像被发现在直接与互补互补原理的预测不一致。在本文中，目前的测量理论的批评，并介绍了一种新的非微扰技术的系综性质。此外，另一个版本的这个实验没有成像透镜的建议，和一些违反互补性的另一个建议的实验，以调查光子的性质和它的“空波”的影响进行了简要讨论。
2007-01-07 quant-ph
Classical and quantum complementarity
可以同时测量两个互补的观测量，以便通过适当的数据反演可以恢复精确的个体分布。我们应用这个程序的典范例子的杨氏干涉仪从经典和量子的观点。我们在量子和经典理论的互补性之间表现出完全的平行性。在这两个领域中，互补性表现为推断的联合分布的病理行为。
2020-09-16 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
Atom Interferometers: Beyond Complementarity Principles
互补性是正统量子力学概念基础的核心。波粒二象性使得我们不可能分辨出每个粒子通过了哪条狭缝，并且在杨氏双缝实验中仍然观察到干涉图样。本文在原子干涉仪的标准量子力学公式下对这种对偶性进行了评价。研究发现，利用原子的电子态等内部自由度，在检测原子质心运动的同时，还能保持原子的干涉图样，从而检测出原子的路径信息。
2001-09-04 quant-ph
Reply to Comments of Steuernagel on the Afshar's Experiment
我们回应了对我们的论文“非微扰测量的波粒对偶中的粒子”的批评。我们不同意Steuernagel对Afshar实验可见性的推导。为了计算条纹可见度，Steuernagel利用两种不同的实验情况，即在图案最小值和图案最大值中的线栅。在我们的评估中，这一程序不能导致正确的结果波粒子的互补性在一个特定的实验设置。
2008-02-02 quant-ph
Demonstration of the Complementarity of One- and Two-Photon Interference
利用自发参量下转换产生的光和光子计数增强的CCD相机，在杨氏双缝实验中观察到了二阶（单光子）和四阶（双光子）干涉。相干性和纠缠分别是单光子和双光子干涉的基础。随着有效光源尺寸的增大，相干性减弱，纠缠增强，从而使单光子干涉的可见性降低，而双光子干涉的可见性增加。这是第一次实验证明了空间域中单光子和双光子干涉（相干和纠缠）之间的互补性。
2001-12-11 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
A double-slit `which-way' experiment on the complementarity--uncertainty debate
在杨氏双缝中进行单向测量会破坏干涉图样。玻尔声称，波和粒子行为之间的互补性是由海森堡的不确定原理强制执行的：区分两个距离为s的位置将一个随机动量q \sim \hbar /s传递给粒子。这一说法一直受到争议：史高丽等人声称在某些情况下，干涉可以在没有动量转移的情况下被摧毁，而斯托里等人则声称玻尔的立场总是有效的。我们使用弱测量的实验技术来解决这个问题。我们测量q的分布，该分布远超过[- \hbar /s，\hbar /s]，但仍然具有与零一致的方差。因此，这个弱值动量转移分布P_{wv}（q）反映了争论的双方。
2007-08-29 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
Comment on "Quantitative wave-particle duality in multibeam interferometers"
在最近的论文[Phys. Rev. { \bf A64}，042113（2001）]中，S.杜尔提出了一个有趣的多光束推广的定量公式的干涉波粒二象性，发现了由恩格勒双光束干涉仪。建议的推广是一个不等式，涉及的条纹可见度的广义措施，某些措施的最大量的哪种方式的知识，可以存储在哪种方式的检测器。我们构造了一个明确的例子，其中，三个光束处于纯态，杜尔提出的方案导致一个理想的哪路检测器的可能性，可以实现更好的路径鉴别，同时作为一个更好的条纹可见度。在我们看来，这似乎是在互补性的直观的想法，因为它是在两个光束的情况下，其中增加的路径歧视总是意味着减少条纹可见性，如果光束和检测器是在纯状态下实施。
2003-04-01 hep-th quant-ph
Detector-Conditioned Source-Space Nulls and Null-Mask Loss in a Programmable Two-Slit Interferometer
Binghamton University（宾汉姆顿大学）
通过时间反演Young-Afshar配置，将零测试转移到源标签平面，提出探测器条件源空间零点概念，并引入零掩模损耗，分析其与路径可区分性的对偶关系。
2026-06-29 physics.optics quant-ph
Observation of Young's Double-Slit Interference with the Three-Photon N00N State
量子力学粒子的空间干涉是量子力学的一个基本特征。N个粒子的双模纠缠态N00N态可以产生非经典干涉。我们首次在实验上观测到了三光子N00N态的杨氏双缝空间量子干涉。与单光子态相比，三光子纠缠态产生的干涉条纹密度是单光子态的三倍。此外，其$0.49 \pm 0.09$的干涉可见度远高于经典起源的空间超分辨率的极限0.1。由两个以上光子组成的N00N态的空间量子干涉的演示代表了将量子纠缠应用于光刻和成像等技术的重要一步。
2010-09-25 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
Time-reversed Young's experiment: Deterministic, diffractionless second-order interference effect
本文提出时间反演的杨氏双缝实验配置，能产生无衍射和第一阶效应的确定性二阶“鬼”干涉图样，无需量子纠缠或非经典关联，为超分辨光学成像与传感技术提供了新途径。
2025-08-09 physics.class-ph physics.optics quant-ph
Quantum Key Distribution using Two Coherent States of Light and their Superposition
量子力学的互补性确保了Bennard和Bennet在1984年（BB84）报告的密钥分配方案的安全性，但并不禁止使用多光子作为信号载体。我们描述了一种新的BB84方案，其中两个近正交的相干态携带的密钥，这些状态（猫态）的叠加保护通信信道的窃听。当通过零差检测测量某个正交分量时，可以根据结果分布中干涉条纹的可见性来确定对窃听者的信息泄漏。信道损耗和检测器效率的影响进行了讨论。
2000-02-23 quant-ph
Elementary analysis of interferometers for wave-particle duality test and the perspective of going beyond the complementarity principle
波粒二象性和互补原理是量子理论正统哥本哈根解释的核心概念。这意味着在实验观测中，量子物体的波行为和粒子行为是相互排斥的。本文运用量子力学的基本方法，对杨氏双缝干涉仪和马赫-曾德尔双臂干涉仪进行了系统的分析，重点讨论了如何测量量子物体的干涉图样（波性）和哪一路信息（粒子性）。我们设计了几种方案，通过将两套测量仪器同时放置在干涉仪中，同时获得单个量子物体的哪条路信息和这些量子物体的系综的高对比度干涉图案，这两套测量仪器在空间上分离得很好，并且它们对彼此的扰动可以忽略不计。但是，如果这两套测量仪器在干涉仪中的布置和配合不当，就会导致无法同时观测波和粒子的行为。量子物体的内部自由度可以用来探测质心运动的方向信息和干涉图样。量子物体可以超越波粒二象性和互补性原理，这将在更深层次上激发对量子理论的新的概念审视和探索。
2014-10-16 quant-ph
On Interferometric Duality in Multibeam Experiments
我们批判性地分析了在多光束干涉实验中，条纹可见度和哪条路信息之间的二元性问题。我们表明，传统的概念的可见性是不兼容的任何直观的想法的互补性，但两束的情况下。我们推导出一些新的不等式，不存在于两束的情况下，其中之一符合最近提出的多束推广的不等式发现格林伯格和Yasin。我们表明，通过一个明确的程序优化在三束的情况下，建议推广的恩格勒不等式，不传达，不同的两束的情况下，互补的想法，根据增加的可见性是在路径信息的损失为代价，反之亦然。
2003-09-02 hep-th quant-ph
On Visibility in the Afshar Two-Slit Experiment
Shahriar Afshar对Young的实验进行了修改，间接揭示了在“which slit”基础上对粒子进行后选择之前，存在一个完全清晰的干涉图案。虽然这个实验并没有违反玻尔的互补原理，但他和他的许多批评者都错误地认为可见度参数V和“哪条路”参数K之间的常用关系与他的实验有着至关重要的关系。这里有人认为，这种关系并不适用于这个实验的情况，利用它来支持或反对这个实验对互补性的影响的主张是错误的。
2009-07-27 quant-ph
Coherence, Path-Predictability and I-Concurrence: A Triality
在多径干涉中，条纹衬度不能很好地量化量子的波动特性。介绍了一种新的基于希尔伯特-施密特相干性的干涉可见度。它表明，这种能见度是一个很好的量化器的波的性质，并可以通过实验测量。引入了一种广义路径可预测性，对于两条路径的情形，它退化为Greenberger和Yasin的可预测性。在多径，哪种方式的干扰实验中，新的可见性，可预测性和I-并发（量化量子和路径检测器之间的纠缠），示出遵循一个紧密的triality关系。它首次量化了纠缠在多路径量子互补中所起的重要作用。
2022-02-27 quant-ph
Quantum Lithography in Macroscopic Observations
研究了自发参量下转换（SPDC）光束的广义杨氏双缝干涉。我们发现，无论是双光子强度测量还是单光子空间强度相关测量，亚波长光刻都可以在宏观上发生。给出了与SPDC相互作用有关的干涉条纹的可见度和强度。在实际应用中，它可以提供具有中等可见性的强量子光刻。
2003-10-07 quant-ph
How does light move? - Determining the flow of light without destroying interference
杨氏双缝实验构成了量子互补的范例。根据互补原理，量子系统的互补方面不能通过同一实验同时测量。自量子力学诞生以来，这一直是一个长期的争论。但是，这是真正的限制吗？2011年，这个实验的惊人发现表明，也许事实并非如此，我们对量子世界的理解仍然很遥远。
2014-03-04 physics.hist-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
Influence of polarization and the environment on wave-particle duality
波粒二象性无疑是当代物理学中最令人好奇的概念之一，它将相互排斥的行为归因于无法同时观察到的量子系统。在双光路干涉仪中，这两种行为通常用干涉条纹的可见性和光路的可分辨性来描述。在这里，我们使用量子信息理论的工具，这两个属性，占路径概率和极化的综合影响，并证明它们满足互补关系的量词。我们进一步表明，导出量可以作为探针在开放量子动力学的研究，揭示有趣的方面的环境行动，如：退相干，去极化和散射。
2022-04-29 physics.optics quant-ph
Quantitative conditional quantum erasure in two-atom resonance fluorescence
提出了一种条件量子擦除器，它擦除了两个荧光四能级原子的杨氏双缝实验中光子路径的先验知识或可预测性。这种擦除违反了最近导出的擦除关系，它必须满足一个传统的，无条件的量子擦除器，其目的是找到一个最佳的排序系统成子系综特别大的边缘vibrance。条件量子擦除器采用了一种无相互作用的部分哪路测量，它不仅将系统分为具有大可见性的最佳子系统，而且还选择了具有最大可能可见性的适当子系统。我们解释如何擦除关系可以违反这些情况下。
2002-11-20 quant-ph
Phase memory across two single photon interferometers including wavelength conversion
单光子一阶干涉的分离发射器的详细调查允许在量子光学中的模式函数的作用进行分析。在早期的杨氏双缝实验中，使用了更高的空间光模式，证明了互补性的一些可能的新方面。在这里，利用自发下转换（SPDC）的诱导相干的机会进行了实验研究。非线性晶体中的SPDC产生两个具有随机但共轭相位的单光子（信号光子和闲频光子）。因此，它们之间不会发生干扰。但是在两个分离的晶体之间可以诱导相干。降低泵浦强度允许在一个测量间隔期间从其中一个晶体仅产生一个光子对，从而导致单光子的一阶干涉。改变两个晶体的泵浦光束之间的相位延迟导致1阶单光子干涉，但条纹周期约为光子波长的一半。这种相位记忆效应导致两个耦合干涉仪之间的相干性。即使泵浦光子延迟远大于探测到的单光子的相干长度，可见度也在90%以上。因此，这种相位记忆是一个有用的工具，研究波粒二象性在未来的实验。
2015-01-05 quant-ph
What dynamics can be expected for mixed states in two-slit experiments?
基于弱测量的实验[Kocsis等人，Science 332（2011）1170]已经表明，至少对于纯态，杨氏双缝实验中独立光子的平均演化符合量子力学的玻姆公式所规定的轨迹。但是，如果假设与每个粒子相关的波函数不同，即，在混合（非相干）状态的情况下？这个问题是通过两个备选的数值模拟杨的实验，故意设计，易于实施和测试在实验室中的装置在这里进行调查。与先验预期相反，发现即使对于最大混合度或不相干（完全缺乏干涉条纹）的条件，实验数据也会呈现令人困惑和具有挑战性的结果：平均粒子轨迹仍将显示与纯态相似的特征，即，与混合度如何产生无关，相关的动力学同时受到两个狭缝的影响。从物理上讲，这仅仅意味着弱测量不能区分实验中混合性是如何产生的，因为它们只提供关于平均系统动力学的信息。
2015-04-23 physics.optics quant-ph
Multi-slit time-reversed Young interference: source-space grating laws, quadratic-phase effects, and Talbot-like revivals
Binghamton University（宾汉姆顿大学）
本文研究了多缝时间反向杨氏干涉，揭示了源空间光栅定律、二次相位效应及Talbot-like复兴的物理机制，展示了多缝系统在源空间分辨与相位结构敏感性方面的独特性质。
2026-04-21 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
